Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 23. 7 juni 1955 - Kemiska och elektriska explosioner, av Dietrich M Hillebrand
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
14 juni 1955
541
Kemiska och elektriska explosioner
Fil. lic. Dietrich M Hillebrand, Stockholm
Fysikaliskt är begreppet explosion inte exakt
definierat. I samband med
förbränningsföreteelser betecknar "explosion" en snabb förbränning,
varvid en kemisk omsättning i ett tunt skikt
försiggår "ytterst snabbt". I så fall är
gasförbränningen i en bunsen-brännare, i vilken gas och
luft är blandade, en stationär explosion.
Tekniskt förstås med en explosion en snabb
energiomvandling med avsevärd tryckökning,
vilken bl.a. yttrar sig i luft som en tryckvåg, svagast
märkbar som ljud, kraftigare förnimbar som
knall och kraftigast omedelbart dödande.
I allmänna villkoren av 1950 för
brandförsäkring används följande definition:
"Med explosion i försäkringsavtalets mening förstås en
ögonblickligt uppträdande kraftyttring, förorsakad av
gasers eller ångors strävan att utvidga sig. För att explosion
skall anses föreligga i fråga om behållare av vad slag det
vara må (såsom ångpanna, cylinder eller annat kärl för
ånga, gas eller vätska, kokare o.d.) förutsättes dessutom,
att behållarens väggar skadas till så stort omfång, att
genom utströmning av gas eller ånga eller ångbildande
vätska trycket inom eller utom behållaren ögonblickligen
utjämnas."
En explosion kan ske kemiskt i ett system
genom förbränning. Den kan också uppstå vid
elektriska fenomen under energitillförsel utifrån,
t.ex. i blixtkanalen vid ett åskslag. De yttre
explosionskännetecknen lågor, tryckvåg och knall
kan vara lika vid kemiska och elektriska
explosioner. De inre energetiska förloppen är
naturligtvis olika.
Kemisk explosion
Ett väsentligt kännetecken på en explosion är
sålunda en snabb energiöverföring, kemisk eller
elektrisk. Snabbheten vid en förbränning, alltså
för överföring av en kemisk reaktions
fortplantning, kan variera inom utomordentligt vida
gränser. Nitroglycerinkrut förbrinner t.ex. utan
explosion med 0,01—0,13 m/s hastighet, beroende på
trycket; i en artilleripjäs kan det detonera med
8 000 m/s hastighet, alltså nästan en miljon
gånger snabbare.
Den relativt långsamt förlöpande explosionen
utan större tryckpåverkan kallas förpuffning,
den snabbaste explosionen detonation.
Energiöverföringsprocessen är inte densamma vid dessa
båda fenomen. En explosionslåga i en gas
fortplantar sig mot den oförbrända gasblandningen
541.126
551.594.221
genom värmeledning och diffusion. Härför
erfordras hög temperatur- och
koncentrationsgra-dient i förbränningsfronten, t.ex. en
temperatur-gradient av storleksordningen 104 °C/mm.
Förbränningshastigheten hos gas- eller
ång-luft-blandningar är 0,20—2,7 m/s och för
blandningar med syre upp till ca 13,5 m/s (acetylen).
Lågans fortplantningshastighet eller
flamhastig-heten är 5—10 gånger så stor som följd av de
heta gasernas utvidgning. Vid turbulenta
förbränningar, t.ex. i rör, kan flamhastigheten
överstiga 100 m/s.
Vid en dammexplosion spelar
luminiscensstrålningen vid värmeöverföringen från korn till
korn en märklig roll. Så kan fortplantningen av
en explosionsvåg, i t.ex. fint trädamm, ske vid
mycket lägre energikoncentration än i en
ben-sin-luftblandning nära undre explosionsgränsen.
En trädammförpuffning kan uppstå redan med
12 g fint damm, jämnt fördelat i 1 m3 luft.
Förbränningsenergin är härvid 0,25 Ws/cm3 (60
kcal/m3). Hos de omnämnda
kolväteluftbland-ningarna fordras åtta gånger så stor
förbränningsenergi för utveckling av en explosion.
Vid detonationen fortplantas explosionen
genom en kompressionsvåg, vilken bär den
initierande energin och underhåller sig själv genom
omsättningsenergin. Kompressionsvågens
hastighet är större än ljudets och för gas-luft- och
gas-syreblandningar 1 200—3 500 m/s, för
sprängämnen 3 000—8 000 m/s. Följande schema kan
ställas upp för den för en explosion
karakteristiska fortplantningshastigheten:
Hastighet
m/s
Exempel
Förbränning
Förpuffning*
Explosion
Detonation
* vid relativt liten tryckalstring.
0,001 Gummidynamit
0,01 Nitroglycerinkrut
0,1 Kolväte vid luftbrist
1 Acetylen-luft
10 Knallgas (väte-syre)
100 Explosiva gaser-luft i rör
1 000 Gaser-syre i rör
10 000 Högbrisant sprängämne
Elektrisk explosion
Blixtkanalen breder ut sig radiellt med
överljudhastighet och alstrar en knallvåg i den
omgivande luften. Blixtkanalens plasma, dvs. starkt
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
