Co je minimální zapalovací energie?

Minimální zapalovací energie (MIE) je mírou nejnižšího množství energie přenášené elektrickou jiskrou, která vznítí rozptýlené palivo nebo jinak hořlavou sloučeninu ve vzduchu. Podmínky musí být ideální pro to, aby k explozi došlo s hodnotami MIE, ale jinak může být nutné pouze mírně vyšší hodnoty vznícení, aby se směs vznítila jinak. Jiskra, která v takových případech způsobí výbuch, může být buď z elektrostatického výboje (ESD), kde existuje latentní rozdíl v elektrickém potenciálu mezi dvěma objekty v těsné blízkosti, nebo může být způsobena živým elektrickým obvodem, který zažívá oblouk nebo zkratem událost vybití obvodu. Porozumění chemickým procesům spalování, které vedou k minimálním energetickým událostem vznícení, je důležité v oblasti hašení požáru a v průmyslových odvětvích, která zahrnují skladování a používání těkavých sloučenin, například při provozu letadel.

Těkavá paliva a rozpouštědla a další chemikálie, o nichž je známo, že mají velmi nízké minimální hodnoty zápalné energie, zahrnují acetylen a vodík při 0,017 milijoulu, ethylen v množství 0,08 milijoulu a metan v množství 0,3 milimetru. S těmito chemikáliemi musí být zacházeno mimořádně opatrně ve stísněných prostorech vzhledem k tomu, že všechny mají také nízké body vypařování při normálním atmosférickém tlaku a teplotě. Jeden z nejnákladnějších a nejsmrtelnějších amerických komerčních leteckých havárií, let TWA 800 12 minut po vzletu z New Yorku v New Yorku v červenci 1996, byl připsán možné minimální explozi energie vznícení v palivové nádrži středního křídla . Asi 50 galonů (189 litrů) leteckého paliva známého jako Jet A, které bylo v té době skladováno v nádrži, bylo neúmyslně zahříváno klimatizačními jednotkami přímo pod oblastí nádrže, což část paliva vypařilo. Jak se letadlo zvedlo v nadmořské výšce, snížený tlak vzduchu zvýšil odpařování do bodu, kdy přetlak a možný neznámý stav jiskry vytvořily explozi, která rozbila samotnou palivovou nádrž a zničila letadlo.

Nízké minimální hodnoty zápalné energie mají také několik dalších typů sloučenin, které jsou rozptýleny ve vzduchu ve formě jemných částic, od práškových kovů po zrnitou mouku a pevná paliva, jako je uhlí a síra. MIE pro hliník je 15 milijoulů a hořčík je 40 milijoulů. Uhlí se pohybuje v rozmezí od 30 do 60 milijoul a mouka na bázi zrn se zapálí na 240 milijoulech. K výbuchu prachu může dojít i při náhodném smíchání zbytků podlahy, které jsou zameteny do vzduchu, je-li dobře rozptýleno ve vyhřívaném prostředí, s potenciálem vznícení v rozmezí 0,2 milijoules až 10 joulů, pokud je vlhkost pod 80% a okolní teplota je 59 ° až 77 ° Fahrenheita (15 ° až 25 ° C).

Mezi další sloučeniny, o nichž je známo, že mají nízké minimální hodnoty zápalné energie hluboko pod hodnotou 1 milimetru, patří paliva propanového typu, železný prach a sírouhlík. Tyto nízké hodnoty jsou významné ve srovnání s hladinou energie generovanou ze společných zdrojů jisker. Statická elektrická jiskra obvykle vypouští asi 22 milijoul energie a zapalovací svíčka v automobilu vypouští asi 25 milijoul energie při každém spalovacím cyklu.