1983

Vuorio, Matti; Kaloinen, Elja

Tarkastellaan teoreettisesti niitä olosuhteita, joissa pulverimainen materiaali voi syttyä itsestään. Palamisreaktioita kuvataan yksinkertaisella mallilla, jossa vapautuva lämpöteho riippuu vain materiaalin palamislämmöstä ja paikallisesta lämpötilasta. Aluksi syttyvän aineen lämpötila oletetaan kaikkialla samaksi. Tällöin lämpöhäviöt ulkopinnan kautta ympäristöön määräävät itsesyttymispisteen. Tutkimuksessa ratkaistaan analyyttisesti, kauanko tässä tapauksessa lämpötilan kohoaminen kestää itsesyttymislämpötilasta palolämpötilaan. Tarkastellaan myös paksua materiaalikerrosta, jossa sen oma lämmönjohtavuus rajoittaa lämpöhäviöitä ympäristöön. Lämpötilan paikkariippuvuus itsesyttymispisteessä johdetaan analyyttisesti, ja itsesyttyneen aineen lämpötilan kohoamista paikan ja ajan funktiona tarkastellaan numeerisesti. Palamiseeen tarvittavan hapen diffuusio materiaaliin huomioidaan reaktioita ja lämpötilan nousua rajoittavana tekijänä. Itsesyttymisehdolle tässä tapauksessa johdetaan yksinkertainen malli. Sen mukaan voidaan materiaalivakioiden, lämpötilan ja kerroksen paksuuden perusteella määrätä kaksi dimensiotonta parametria d ja B, jolloin itsesyttyvä alue on (d, B)-tasossa määrätyn käyrän rajoittama. Käyrä päättyy kriittiseeen pisteeseen, jossa itselämmenneen ja itsesyttyneen tilan välinen lämpötilan epäjatkuvuus häviää.