تعیین نقاط اشتعال و احتراق به روش سربسته

[The Idealist 1526]

تعیین نقاط اشتعال و احتراق به روش سربسته

( fire point ) & ( flash point )

تئوری آزمایش :

در این آزمایش مقدار معینی از نمونه در ظرف سربسته با سرعت ثابت گرم می شود . هنگامی که مقدار کافی از ترکیبات فرار تبخیر شد و در محوطه ی بسته ی ظرف آزمایش جمع آوری گردید ، آنگاه عبور یک شعله ( مربوط به دستگاه ) از روی آن بخارات موجب ایجاد یک جرقه بر روی نمونه خواهد شد این جرقه در واقع نشانگر آن است که دمای مواد هیدروکربنی درون ظرف به نقطه ی اشتغال خود رسیده است . لذا ما این دما را به عنوان ( flash point ) در نظر می گیریم حال اگر مقداری بیشتر به هیدروکربن گرما و حرارت داده شود به دمای احتراق ( flash point ) خواهد رسید به طوری که دیگر شعله خاموش نخواهد شد .

اهداف آزمایش :

1) این آزمایش اولاً می تواند میزان مواد فرار در نمونه را برای ما نشان دهد به طوری که هر چه دمای اشتعال ماده هیدروکربنی بالاتر باشد ، یعنی میزان مواد فرار موجود در نمونه کمتر خواهد بود ولی هر چه میزان مواد فرار بیشتر باشد ، مقدار آنها زودتر به آن میزانی خواهد رسید که با عبور یک شعله ی کوچک از روی آن جرقه ی لازم زده شود .

2) دانستن این مطلب که با توجه به نقطه ی اشتغال و احتراق یک مادٌه هیدروکربنی ، تا چه دمایی و بدون ایجاد خطر می توان یک مادٌه هیدروکربنی را در یک ظرف سر بسته نگهداری نمود .

وسایل مورد نیاز در آزمایش :

1- نمونه ای از یک نفت خام

2- دستگاه آزمایش ( PENSKY )

شرح دستگاه آزمایش :

دستگاه مربوط به این آزمایش همانگونه که در شکل مربوط به آن مشاهده می کنید از اجزاء زیر بوجود آمده است :

1)گرم کن (heater) : که توسط جریان الکتریکی عمل گرم کردن سیالی را بر عهده دارد که درون ظرف سر بسته ی دستگاه قرار گرفته است .

2) همزن : به کمک همزن ، مواد هیدروکربنی موجود درون ظرف سر بسته به طور مداوم برهم زده می شود تا دمای سیال در تمامی نقاط آن یکسان گردد و لذا دماسنج دمای دقیق تری از سیال را به ما نشان دهد .

3) ترمومترالکتریکی) ( Electrical Thermometer : ترمومتر یا دماسنج در واقع دمای سیال درون ظرف سربسته را به ما نشان می دهد .

توجه : علت عدم استفاده از دماسنج دستی علاوه بر آنچه در آزمایش شماره ی یک شرح داده شد آن است که در این آزمایش درب ظرف به طور کامل در طول آزمایش بسته خواهد بود و ما نمی توانیم دماسنج را درون آن قرار دهیم .

4) دکمه ی تنظیم درجه ی انتقال حرارت : به کمک آن می توان سرعت گرم کردن سیال را در طول انجام آزمایش تغییر داد . چنانچه در ابتدای آزمایش بایستی به منظور بالا بردن سرعت گرم شدن سیال دکمه را روی اعدادی چون 10 یا 9 تنظیم کرد ولی با گذشت زمان و رسیدن به نقطه ی اشتعال می بایستی این سرعت را کاهش دهیم .

5) منبع گاز و شعله : با کمک این منبع و شعله ای که بر روی آن تعبیه شده است می توان جرقه را بر روی سیال مشاهده نمود .

6) ظرف در بسته ای برای قرار دادن سیال نیز در این دستگاه تعبیه شده است که دارای دو سوراخ می باشد . یکی از این سوراخ ها جهت عبور دادن شعله از روی سیال هیدروکربنی می باشد و سوراخ دیگر برای دیدن جرقه و یا شعله ور شدن سیال تعبیه شده اند . همچنین یکی از علل اصلی تعبیه ی این سوراخ ها جلوگیری از تجمع بخارات درون ظرف و همچنین جلوگیری از خطر انفجار ظرف می باشد .

روش آزمایش :

در این آزمایش ابتدا مقداری از سیال ( مواد هیدروکربن ) مورد نظر را درون ظرف سربسته میریزیم . سپس دستگاه آزمایش را روشن کرده و با کمک دکمه ی تنظیم درجه ی انتقال حرارت ، میزان درجه ی انتقال حرارت به سیال را تعیین می کنیم . آنگاه شعله ی گاز را روشن کرده و منتظر می مانیم . هر چند دقیقه یکبار با کمک دسته ای که بر روی دستگاه تعبیه شده است و چرخاندن آن شعله را از روی مواد هیدروکربنی عبور داده و نگاه می کنیم که آیا جرقه ای زده می شود یا خیر .

آن قدر این عمل را انجام می دهیم تا سر انجام یک جرقه ( شعله ی ناگهانی کوچک ) از درون سوراخ تعبیه شده بر روی درب ظرف مشاهده گردد . آنگاه این دما را به عنوان دمای اشتعال ( flash point ) سیال یادداشت می نمائیم . سپس درجه ی انتقال حرارت را کاهش می دهیم و چند لحظه صبر می کنیم تا دما اندکی بالاتر رود به طور که عبور شعله از روی نمونه هیدروکربنی ، جرقه ی روشن شده شعله ور گردد و دیگر خاموش نشود . در واقع این دما همان دمای احتراق ( fire point ) نمونه خواهد بود . آنگاه دستگاه را خاموش می کنیم و شعله ی روشن شده را نیز از بین می بریم .

نتایج آزمایش :

نتایج بدست آمده از این آزمایش به صورت زیر می باشد :

1- در این آزمایش دمای نقطه ی اشتعال ( flash point ) ، 198 درجه ی سانتی گراد اندازه گیری گردید .

2- از مقایسه نتایج بدست آمده از این آزمایش و آزمایش شماره ی یک مشاهده می شود که دمای اشتعال و احتراق بدست آمده از این آزمایش ، از دمای اشتعال و احتراق بدست آمده از آزمایش ما قبل تقریباً کمتر می باشد . علت این امر آن است که در این جا چون درب ظرف بسته می باشد ، بخارات فرار حاصل از مواد هیدروکربنی سریعتر می توانند تجمع یابند در حالی که در روش قبل چون با هوای آزاد سر و کار داشتیم ممکن بود که بخارات ایجاد شوند اما تحت تاثیر عواملی چون باد و ... پراکنده گردند .

خطاهای آزمایش :

1- یکی از اصلی ترین خطاهای این روش خطای عدم تکرار آزمایش مورد نظر می باشد . زیرا همانگونه که می دانید رنج مشخص و معینی برای دمای اشتغال و احتراق این نمونه هیدروکربنی در اختیار نداریم . بنابراین بایستی برای بدست آوردن نتایج بدست آمده ، می توان بهترین نتیجه را بیان نمود . حال آنکه ما فقط یک بار این آزمایش را انجام می دهیم .

2- ممکن است در طی این واکنش ، ما زودتر از دمای بدست آمده به نقطه ی اشتعال رسیده باشیم که به خاطر عدم دقٌت و یا خطای دیده دمای عنوان شده بدست آمده است .