Zündtemperaturen in anderen Oxidationsmitteln als Luft

Ex-114: E. Brandes, W. Hirsch, Th. Stolz:
Zündtemperaturen in anderen Oxidationsmitteln als Luft
32 S., 14 Abb., 5 Tab., ISBN 978-3-95606-459-3, 2018 € 9,50
In der vorliegenden Arbeit wurde für zehn organische Substanzen ihre jeweilige Zündtemperatur in Distickstoffmonoxid+Luft-Gemischen mit unterschiedlichem N2O-Volumenanteil bestimmt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:
In reinem Distickstoffmonoxid konnten keine Zündungen bis 590°C beobachtet
werden.Die Zündtemperatur aller untersuchten Substanzen steigt mit zunehmendem N2OVolumenanteil an und erreicht spätestens bei einem Distickstoffmonoxidanteil im
N2O+Luft-Gemisch von 80 Vol.-% nahezu 600°C. Mit zunehmendem N2O-Anteil im Oxidator nimmt die Heftigkeit der Zündungen zu. Die Beobachtungen können erklärt werden durch die Annahme, dass die Initiierungder Zündung nur mit dem Sauerstoffanteil des N2O+Luft-Gemisches erfolgt und das Distickstoffmonoxid erst in Folge dessen zum Selbstzerfall angeregt wird.
Für 13 Substanzen wurde der Einfluß des Sauerstoffanteils im N2+O2-Oxidator-gemisches auf die Zündtemperatur experimentell bestimmt. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:In keinem Fall konnte bei O2-Volumenanteilen im Oxidatorgemisch zwischen Luft und reinem Sauerstoff eine Zündtemperatur bestimmt werden, die niedriger liegt als die Zündtemperatur in reinem Sauerstoff. Die Differenz der Zündtemperaturen ist nicht das alleinige Kriterium um vorherzusagen wie die Zündtemperatur mit zunehmendem Sauerstoffanteil im Oxidatorgemisch auf den Wert in reinem Sauerstoff sinkt. Nur bei Substanzen, deren Differenz zwischen der Normzündtemperatur und der Zündtemperatur in reinem Sauerstoff gering (< 50K) ist, ist eine lineare Interpolation über den ganzen Sauerstoffbereich (20,85 Vol.-% bis 100 Vol.-%) möglich. Für Substanzen deren Differenz zwischen der Normzünd-temperatur und der Zündtemperatur in reinem Sauerstoff > 50 K ist, führt eine solche Interpolation zu
Ergebnissen die auf der unsicheren Seite liegen. Bei einem Teil dieser Substanzen fällt die Zündtemperatur allmählich ab, wobei die Zündtemperatur in reinem Sauerstoff bei einem O2-Volumenanteil im Oxidatorgemisch von ca. 70 Vol.-% erreicht wird. Beschreibt man diesen Verlauf durch ein Polynom 2. Ordnung mit dem Minimum der Zündtemperatur in reinem Sauerstoff bei 70 Vol.-% O2 im Oxidator-gemisch erhält man Werte, die auf der sicheren Seite liegen. Solche Substanzen haben weniger als drei zusammenhängenden CH2-Gruppen. Zündtemperatur in reinem Sauerstoff gering (< 50K) ist, ist eine lineare Interpolation über den ganzen Sauerstoffbereich (20,85 Vol.-% bis 100 Vol.-%) möglich. Für Substanzen deren Differenz zwischen der Normzündtemperatur und der Zündtemperatur in reinem Sauerstoff > 50 K ist, führt eine solche Interpolation zu
Ergebnissen die auf der unsicheren Seite liegen. Bei einem Teil dieser Substanzen fällt die Zündtemperatur allmählich ab, wobei die Zündtemperatur in reinem Sauerstoff bei einem O2-Volumenanteil im Oxidator-gemisch von ca. 70 Vol.-% erreicht wird. Beschreibt man diesen Verlauf durch ein Polynom 2. Ordnung mit dem Minimum der Zündtemperatur in reinem Sauerstoff bei 70 Vol.-% O2 im Oxidator-gemisch erhält man Werte, die auf der sicheren Seite liegen. Solche Substanzen haben weniger als drei zusammenhängenden CH2-Gruppen. Bei dem anderen Teil dieser Substanzen fällt die Zündtemperatur steil ab und erreicht die Zündtemperatur in reinem Sauerstoff bei einem O2-Volumenanteil im Oxidatorgemisch bei ca.
30 Vol.-%. Der steile Abfall kann durch eine lineare Korrelation beschrieben werden. Solche Substanzen haben wenigstens drei zusammenhängenden CH2-Gruppen.