Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 33. 13 september 1947 - Explosiva gas-luftblandningars farlighet och blandningshanstighet, av Dietrich Müller-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.
20 september 19 AJ
677
Explosiva gas-luftblandningars
farlighet och blandningshastighet
Dr-inqenjör Dietrich Müller-Hillebrand, Stockholm
Hur snabbt en explosiv blandning av gas eller
ånga och fuktig luft kan bildas i ett rum är en
fråga, som ej kan besvaras allmängiltigt.
Möjligtvis kan man ånge ett allmängiltigt undre
gränsvärde, nämligen den lägsta hastighet, med vilken
en vilande gas eller ånga blandar sig med luft.
Denna hastighet är given genom diffusionen.
Bestämmande härför är diffusionslagen, som för
gaser först uppställdes av Fick (1855) med
ledning av Fouriers värmeledningsteori (1822).
Enligt denna lag är den under tiden clt genom ett
visst tvärsnitt q diffunderande mängden dn pro-
dc
portionell mot koncentrationsgradienten —. Pro-
portionalitetskonstant är diffusionskoeffiecenten
D (cnr/s).
Matematiskt uttryckt blir mängden
d c
dn = — D • q • — • dt
dx
Denna ekvation är analog med den som
gäller för värmeledningen i en kropp: i stället för
materialmängden dn kommer värmemängden dq,
d c
för koncentrationsgradienten — kommer tempe-
dx
raturgradienten och för
diffusionskoefficien-dx
ten D temperaturledningsförmågan a’. Båda lia
samma dimension cnr/s.
Värmelednings- och diffusionsproblem äro ofta
likalydande, så att man utan vidare kan överföra
lösningen från ett problem till ett annat.
Diffu-sionskonstanten D vid 20°C är för väte—luft 0.66
cm2/s, vid en hel del andra gaser—luft ca 0,2 cnr/s
och vid kolväten, t.ex. bensin-, bensol-, eter- och
spritånga mot luft ca 0,1 cnr/s. Mot kolsyra äro
värdena lägre.
Vid beräkningen måste man ta hänsyn till
gränsvillkoret: är avståndet från den fixerade
punkten till taket tillräckligt stort, kan man anse
rummet som "oändligt högt". Betrakta vi en
punkt på mindre avstånd eller i närheten av taket
måste vi införa taket som en gränsyta, vid vilken
koncentrationsgradienten blir lika med noll1-2.
På så sätt kan man beräkna den hastighet med
vilken diffusionen av en bensinånga sker när
541.126
bensin hälles på golvet i ett slutet rum med
fullständigt stillastående luft. Man kan då beräkna
volymkoncentrationen hos en ång—luftblandning
vid olika höjder i rummet, om man antar en
konstant ångtäthet vid golvet, i vårt försök 15 vol- %
vid 19°G. Då en liten luftrörelse måste störa detta
förlopp, har man möjlighet att studera
inflytandet av mindre luftrörelser på diffusionen: man
jämför detta förlopp med det enbart genom
diffusionen bestämda koncentrationsförloppet.
Undersökningar i mindre behållare
För experimentell undersökning* byggdes en
järnbehållare med 1 500 mm längd, 750 mm bredd
och 700 mm höjd, vars lock kunde tätas
fullkomligt. I behållaren var på 200 mm höjd en
skål inbyggd med 1 100 mm längd och 635 mm
bredd. Som avdunstande ämne valdes hexan, som
med en kokpunkt av 69°C utgör ett typiskt
exem-ped på lättflyktig bensin. För sådana experiment
har hexan som flyktig företrädare av
paraffineras grupp det företrädet framför bensin, att det
är entydigt till sin kemiska konstitution (CeH^)
och att man vid rumstemperatur bekvämt kan
undersöka hela explosionsområdet från 1,25
vol-% som undre och 6,5 vol-% som övre gräns.
Den mättade ång—luftblandningen ligger så
mycket över den övre explosionsgränsen, att den är
helt ofarlig. Vid t.ex. 19°C, dvs. temperaturen vid
försöken, utgör sålunda
mättningskoncentratio-nen 17 vol-%. Volymkoncentrationen hos en
hexan—luftblandning kan lätt bestämmas med
interferometer, med en noggrannhet av omkring
- 0,05 vol-%. Detta är icke utan vidare fallet vid
bensinånga, som är en blandning av flera
kolväten, vars huvudbeståndsdel utgöres av en del
paraffiner. Användning av interferometern
fordrar i detta fall en besvärlig kalibrering.
För undersökningen fylldes skålen med hexan
och behållaren tillslöts. Tid efter annan togos
luftprov på olika höjd i behållarens mitt och
hexanhalten bestämdes med interferometern.
Fig. 1 återger experimentella och beräknade
kurvor för tre nivåer, 20, 220 och 700 mm. Över-
* Den experimentella delen av arbetet utfördes 1940 vid
Siemens-verken i Berlin tillsammans med dipl.-ingenjör G Lähndorf †.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
