Cel ćwiczenia:

              Celem ćwiczenia jest oznaczenie temperatury tlenia pyłów osiadłych na gorącej powierzchni według PN –C-01200-12.

Opis przebiegu pomiaru:

              Zasada metody polega na ogrzaniu ze stałym określonym przyrostem temperatury pyłu usypanego w warstwie o określonej grubości na powierzchni bloku pomiarowego umieszczonego w piecu elektrycznym i pomiarze temperatury T powierzchni bloku oraz różnicy DT między temperaturą powierzchni bloku a temperaturą badanego pyłu.

              Założony przyrost temperatury ze względu na ograniczenie czasu trwania ćwiczenia wynosił 430°C w czasie 60 min (temperatura początkowa 20°C, temperatura końcowa 450°C ), co dawało przyrost 7,17°C/min. Warstwa pyłu miała grubość 10 mm. Wewnątrz pyłu umieszczony była termopara badająca jego temperaturę, dwa  inne czujniki badały temperaturę bloku pomiarowego. Podłączony do termopar rejestrator wykreślał temperaturę gorącej powierzchni bloku pomiarowego T i różnicę między temperaturą powierzchni bloku pomiarowego a temperaturą badanej substancji DT.

Wynik oznaczenia:

              Z wykresu uzyskanego w rejestratorze odczytujemy temperaturę gorącej powierzchni T, przy której krzywa przebiegu z termopary różnicowej DT silnie odchyla się od wykreślonej linii przebiegu. W tym celu w punkcie minimum na krzywej DT, wyznaczonym przez poprowadzenie do niej stycznej równoległej do osi czasu pomiaru, wystawiamy prostopadłą do tej stycznej i zaznaczamy punkt jej przecięcia się z linią temperatury powierzchni bloku pomiarowego T. Rzutując ten punkt na oś % wychylenia pisaka na skali rejestratora odczytujemy tę wartość, a następnie z wykresu skalowania powierzchni pomiarowej odczytujemy temperaturę zatlenia badanej substancji.

Skala 100% odpowiada 450°C

Pył bukowy -    odchylenie 53% odpowiada 238,5°C

Wnioski:

Temperaturą tlenia nazywamy najniższą temperaturę gorącej powierzchni, na której pył usypany swobodnie w warstwie o określonej grubości ulega zatleniu. Aby zjawisko takie mogło zaistnieć muszą zostać spełnione pewne warunki. Tleniu ulegają materiały: celulozopochodne, porowate zwęglające się, tworzywa termoutwardzalne (żywice). Ogólnie materiały, które podczas ogrzewania zwęglają się.

              Tlenie, w odróżnieniu od spalania płomieniowego przebiega wolniej w niższych temperaturach, z jednoczesnym wydzielaniem się większych ilości produktów niecałkowitego utlenienia węgla.

              Biorąc pod uwagę szybkość procesu tlenia, szybkość reakcji na powierzchni badanej zależy od wielu czynników takich, jak: temperatura powierzchni, reaktywność wytworzonej substancji węglistej i stężenie czynnego tlenu na powierzchni. W większości przypadków ten ostatni czynnik jest dominujący i szybkość tlenia jest zdeterminowana szybkością dyfuzji tlenu do powierzchni spalania. Ciepło wytworzone  w wyniku tlenia jest dostarczane do nie naruszonego materiału przez powierzchnię spalania i jest odpowiedzialne za wzrost w nim temperatury, która powoduje termiczną degradację nie przereagowanej jeszcze substancji, zwiększa się również wpływ produktów pirolizy. Dla większości substancji organicznych termiczna degradacja zachodzi w temperaturze 200-300°C. Powstające lotne produkty rozkładu w spalaniu bezpłomieniowym nie odgrywają istotnej roli.

W doświadczeniu badaliśmy temperaturę tlenia pyłu bukowego. W tym przypadku badania odchylenie pisaka wyniosło 53% co odpowiada temperaturze 238,5°C [508,5 K]. Wynik taki można zaakceptować, gdyż mieści się w granicach błędu.

Temperatura tlenia jest parametrem określającym podatność materiału na zachodzenie w nim procesów egzotermicznych, mogących doprowadzić do spalania bezpłomieniowego. Zależy ona od: grubości warstwy materiału tlącego się, ruchu i wilgotności powietrza, wielkości cząstek substancji tlącej się, składu substancji, wielkości powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych materiału, stężenia tlenu w atmosferze, sposobu i szybkości ogrzania materiału.