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Untersuchungen zur Zündwahrscheinlichkeit und Datenanalyse zur Erfassung der Einflussgrößen mechanisch erzeugter Stahl-Schlagfunken in explosionsfähigen Brenngas/Luft-Gemischen

  • Mechanisch erzeugte Schlagfunken stellen in explosionsgefährdeten Bereichen eine potentielle Zündquelle dar. Eine Vielzahl von mechanischen und reaktionskinetischen Einflüssen verursacht dabei eine komplexe Interaktion von Parametern, von deren Auswirkung auf die Zündwahrscheinlichkeit bislang wenig bekannt ist. Die statistisch erfassten Eigenschaften von Schlagfunken in dieser Untersuchung lassen auf stochastische Prozesse schließen, bei denen die Anzahl der durch einen Schlagprozess abgetrennten Partikel und deren Oxidationsverhalten sowie die Höhe der kinetischen Schlagenergie entscheidenden Einfluss auf die Zündwahrscheinlichkeit hat. Statistisch belastbar konnte in Ergänzung zum BAM Forschungsbericht 279 durch empirische Untersuchungen erstmals die Zündwahrscheinlichkeit von mechanisch erzeugten Stahl-Schlagfunken mit der Werkstoffpaarung unlegierter Stahl/unlegierten Stahl von W = 3 Nm bis 277 Nm ermittelt werden. Ferner wurde die Zündfähigkeit von durch energiereicheMechanisch erzeugte Schlagfunken stellen in explosionsgefährdeten Bereichen eine potentielle Zündquelle dar. Eine Vielzahl von mechanischen und reaktionskinetischen Einflüssen verursacht dabei eine komplexe Interaktion von Parametern, von deren Auswirkung auf die Zündwahrscheinlichkeit bislang wenig bekannt ist. Die statistisch erfassten Eigenschaften von Schlagfunken in dieser Untersuchung lassen auf stochastische Prozesse schließen, bei denen die Anzahl der durch einen Schlagprozess abgetrennten Partikel und deren Oxidationsverhalten sowie die Höhe der kinetischen Schlagenergie entscheidenden Einfluss auf die Zündwahrscheinlichkeit hat. Statistisch belastbar konnte in Ergänzung zum BAM Forschungsbericht 279 durch empirische Untersuchungen erstmals die Zündwahrscheinlichkeit von mechanisch erzeugten Stahl-Schlagfunken mit der Werkstoffpaarung unlegierter Stahl/unlegierten Stahl von W = 3 Nm bis 277 Nm ermittelt werden. Ferner wurde die Zündfähigkeit von durch energiereiche Schlagvorgänge (≥ 190 Nm) abgetrennten nicht oxidierten Partikeln erhöhter Temperatur in überstöchiometrischen Gemischen nachgewiesen. Während eine eindeutige Korrelation von Schlagenergie und Zündwahrscheinlichkeit sowie eine Korrelation von Schlagenergie und Anzahl abgetrennter Partikel festgestellt wurden, lieferte die Untersuchung in Hinblick auf die gemessenen einzelnen Parameter (wie z. B. Anzahl, Größe, Geschwindigkeit, mögliche Oxidation und Oxidationszeit und –verhalten der Partikel im Zusammenhang zur Schlagenergie und zur Zündwahrscheinlichkeit) kein eindeutiges Ergebnis. Auch eine Hauptkomponentenanalyse (PCA), die die Interaktion der einzelnen Parameter berücksichtigt, konnte keine spezifische Kombination messbarer Eigenschaften der Partikel finden, die mit einer deutlichen Erhöhung der Zündwahrscheinlichkeit korreliert.zeige mehrzeige weniger
  • Mechanically generated impact sparks are a potential ignition source in explosive atmospheres. A great number of mechanical and procedural chemical reactions are the reason of a complex interaction of the influencing variables. The influence of the ignition probability is only little known. The summary of the statistically collected characteristics of mechanically generated impact sparks is a stochastic process, but the number and the oxidizing characteristic of the separated particles and the amount of the kinetic impact energy are the important influence of the ignition probability. Empirical studies and the review to the BAM science report 279 represent for the first time and statistically firm the ignition probability of mechanically generated impact sparks for homogeneous ferritic steel pairing in the impact range from W = 3 Nm to 277 Nm. Furthermore it shows the ignition probability from separated not oxidized but increased temperature sparks generated through high- energyMechanically generated impact sparks are a potential ignition source in explosive atmospheres. A great number of mechanical and procedural chemical reactions are the reason of a complex interaction of the influencing variables. The influence of the ignition probability is only little known. The summary of the statistically collected characteristics of mechanically generated impact sparks is a stochastic process, but the number and the oxidizing characteristic of the separated particles and the amount of the kinetic impact energy are the important influence of the ignition probability. Empirical studies and the review to the BAM science report 279 represent for the first time and statistically firm the ignition probability of mechanically generated impact sparks for homogeneous ferritic steel pairing in the impact range from W = 3 Nm to 277 Nm. Furthermore it shows the ignition probability from separated not oxidized but increased temperature sparks generated through high- energy impacts (≥ 190 Nm) in hyperstoichiometric air/gas-mixture. Whereas the study clearly shows a correlation between impact energy and ignition probability and between impact energy and number of separated particles, it doesn’t statistically clearly show a correlation between impact energy and individual values (like number, dimensions, possible oxidizing process, oxidizing time an oxidizing characteristics). Also a realized Principal Component Analysis (PCA) taking into account the interaction between the summary of the number of influencing variables, shows no specific combination of measurable properties of the particles correlating with a significant increase of the ignition probability.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:Thomas Grunewald, Robert Finke, Rainer Grätz
Dokumenttyp:Forschungsbericht
Veröffentlichungsform:Eigenverlag BAM
Schriftenreihe (Bandnummer):BAM Forschungsberichtreihe (292)
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2010
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlagsort:Berlin
Jahrgang/Band:292
Erste Seite:1
Letzte Seite:64
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Naturwissenschaften / Naturwissenschaften und Mathematik
Freie Schlagwörter:Explosionsfähige Gasgemische; Mechanisch erzeugte Funken; Partikel; Schlagfunken; Schlagversuche; Schlagvorgang; Stahl-Schlagfunken; Werktoffe; Zündgefahr; Zündquellen; Zündwahrscheinlichkeit
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-1595
ISSN:0938-5533
ISBN:978-3-9813853-0-4
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoAllgemeines Deutsches Urheberrecht
Datum der Freischaltung:23.01.2015
Referierte Publikation:Nein