Τι είναι η ελάχιστη ενέργεια ανάφλεξης;

Η Ελάχιστη Ενέργεια Ανάφλεξης (MIE) είναι ένα μέτρο της χαμηλότερης ποσότητας ενέργειας που μεταφέρεται από έναν ηλεκτρικό σπινθήρα που θα αναφλέξει ένα διασκορπισμένο καύσιμο ή αλλιώς καύσιμη ένωση στον αέρα. Οι συνθήκες πρέπει να είναι ιδανικές για να γίνει η έκρηξη με τιμές MIE, αλλά μπορεί να απαιτούνται μόνο ελαφρώς υψηλότερες τιμές ανάφλεξης για να αναφλεγεί το μείγμα διαφορετικά. Ο σπινθήρας που προκαλεί έκρηξη σε τέτοιες περιπτώσεις μπορεί να είναι είτε από ηλεκτροστατική εκκένωση (ESD) όπου υπάρχει λανθάνουσα διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό μεταξύ δύο αντικειμένων σε κοντινή απόσταση, είτε μπορεί να προκληθεί από ένα ενεργό ηλεκτρικό κύκλωμα που παρουσιάζει τόξο ή βραχυκύκλωμα συμβάν εκφόρτισης κυκλώματος. Η κατανόηση των χημικών διεργασιών καύσης που οδηγούν σε ελάχιστα ενεργειακά συμβάντα ανάφλεξης είναι σημαντική στον τομέα της πυρόσβεσης καθώς και σε βιομηχανίες που περιλαμβάνουν την αποθήκευση και χρήση πτητικών ενώσεων, όπως στη λειτουργία αεροσκαφών.

Τα πτητικά καύσιμα και διαλύτες και άλλες χημικές ουσίες που είναι γνωστό ότι έχουν πολύ χαμηλές ελάχιστες τιμές ενέργειας ανάφλεξης περιλαμβάνουν ακετυλένιο και υδρογόνο στα 0.017 millijoules, αιθυλένιο στα 0.08 millijoules και μεθάνιο στα 0.3 millijoules. Ο χειρισμός αυτών των χημικών ουσιών πρέπει να γίνεται με εξαιρετική προσοχή σε περιορισμένους χώρους, λόγω του γεγονότος ότι όλα έχουν επίσης χαμηλά σημεία εξάτμισης σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση και θερμοκρασία. Ένα από τα πιο δαπανηρά και θανατηφόρα αεροπορικά δυστυχήματα των ΗΠΑ, η πτήση του TWA 800 12 λεπτά μετά την απογείωση από την πόλη της Νέας Υόρκης, τη Νέα Υόρκη, τον Ιούλιο του 1996, αποδόθηκε σε μια πιθανή ελάχιστη ενεργειακή έκρηξη ανάφλεξης στη δεξαμενή καυσίμου της κεντρικής πτέρυγας . Περίπου 50 γαλόνια (189 λίτρα) αεροπορικού καυσίμου γνωστού ως Jet A που ήταν αποθηκευμένο στη δεξαμενή εκείνη τη στιγμή θερμάνθηκαν ακούσια από μονάδες κλιματισμού ακριβώς κάτω από την περιοχή της δεξαμενής, η οποία εξάτμισε μέρος του καυσίμου. Καθώς το αεροπλάνο ανέβαινε σε ύψος, η μειωμένη ατμοσφαιρική πίεση αύξησε την εξάτμιση σε σημείο που η υπερπίεση και μια πιθανή άγνωστη συνθήκη σπινθήρα δημιούργησαν μια έκρηξη που διέλυσε την ίδια τη δεξαμενή καυσίμου και κατέστρεψε το αεροσκάφος.

Αρκετοί άλλοι τύποι ενώσεων που διασκορπίζονται στον αέρα ως λεπτά σωματίδια, από μέταλλα σε σκόνη μέχρι αλεύρι κόκκων και στερεά καύσιμα όπως ο άνθρακας και το θείο, τείνουν επίσης να έχουν χαμηλές ελάχιστες ενεργειακές τιμές ανάφλεξης. Το MIE για το αλουμίνιο είναι 15 millijoules και το μαγνήσιο είναι 40 millijoules. Ο άνθρακας κυμαίνεται από 30 έως 60 millijoules και το αλεύρι με βάση τους κόκκους θα αναφλεγεί στα 240 millijoules. Μια έκρηξη σκόνης μπορεί να συμβεί ακόμη και με ένα τυχαίο μείγμα υπολειμμάτων δαπέδου που παρασύρεται στον αέρα, εάν είναι καλά διασκορπισμένο σε θερμαινόμενο περιβάλλον, με δυνατότητα ανάφλεξης σε μια περιοχή από 0.2 millijoules έως 10 joules εάν η υγρασία είναι κάτω από 80% και η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 59° έως 77° Φαρενάιτ (15° έως 25° Κελσίου).

Άλλες ενώσεις που είναι γνωστό ότι έχουν χαμηλές ελάχιστες τιμές ενέργειας ανάφλεξης πολύ κάτω από αυτό του 1 millijoule περιλαμβάνουν καύσιμα τύπου προπανίου, σκόνη σιδήρου και δισουλφίδιο του άνθρακα. Αυτές οι χαμηλές τιμές είναι σημαντικές σε σύγκριση με το επίπεδο ενέργειας που παράγεται από κοινές πηγές σπινθήρων. Ένας στατικός ηλεκτρικός σπινθήρας συνήθως εκφορτώνει περίπου 22 millijoules ενέργειας και ένα μπουζί σε ένα αυτοκίνητο θα εκφορτίζει περίπου 25 millijoules ενέργειας σε κάθε κύκλο καύσης.