ZAPÁLENÍ

Iniciační zdroje

Ve většině případů v praxi dochází k působením iniciačního zdroje ( zdroje zapálení ). Tento pochod nazýváme zapálením. Iniciační zdroje dodávají energii potřebnou pro přípravu hořlavé látky a aktivizaci hořlavého souboru. Obvykle dochází k iniciaci hořlavé látky pouze v části jejího objemu a posléze k rozšíření hoření na další část látky.

Předpokladem zapálení je:
1. existence hořlavého souboru ( hořlavá látka + oxidační prostředek ),
2. vytvoření hořlavých plynů a par odpařením, vypařením nebo tepel. rozpadem

Podle druhu energie, kterou zdroj zapálení působí, lze iniciační zdroje rozdělit na:

• přímé tepelné,
• vzniklé přeměnou jiné energie


Přímé tepelné iniciační zdroje

Mezi nejčastější přímé tepelné iniciační zdroje řadíme plamen, jiskry z topenišť a motorů a žhavá tělesa.

Plamen je jedním z nesilnějších iniciačních zdrojů. Jeho teploty jsou obvykle 700 až 1500 °C, mohou však dosáhnout přes 3000 °C ( plamen acetylenu s kyslíkem ) a mnohonásobně převyšují teplotu vznícení většiny hořlavých látek. Proto je možno plemenem iniciovat prakticky všechny hořlavé látky, a to i plamenem malých rozměrů.

Jiskry z topenišť a motorů jsou tuhé žhnoucí částice. Teplota těchto částic je dostatečně vysoká ( od 600 °C výše ), obvykl vyšší než teploty vznícení téměř všech hořlavých látek. Hmotnost částic je však ve většině případů malá, proto obsah energie stačí vznítit jenom některé plynovzduchové směsi a také usazený prach a vláknité materiály.

Žhavá tělesa jsou iniciačními zdroji v závislosti na jejich teplotě a velikosti povrchu, jímž se dotýkají hořlavé látky. Příkladem takového zdroje je rozžhavený nebo roztavený kov, horká stěna topidla, kouřovodu, infrazářiče nebo zářivky


2) Iniciační zdroje vzniklé přeměnou elektrické energie

Elektrický zkrat vzniká spojením dvou různých potenciálů přes malý odpor. Příčinou může být technická závada způsobená stárnutím nebo prostředím izolace a spojením živých vodičů. Vzniklá tepelná energie je obvykle dostačující k zapálení materiálů, které jsou bezprostřední blízkosti zkratu.

Přechodový odpor vzniká nedokonalím stykem spojovaných částí nebo nedokonalím provedením spoje vodičů. Přechodem proudu přes takové místo se může takto provedený spoj zahřát až na 900 °C.

Elektrický oblouk je jev, který je způsoben vyrovnáním dvou nesouhlasných potenciálů, provázený ionizací prostředí. Může vzniknou následkem zkratu.

Elektrostatický náboj vzniká při dotyku dvou látek a rozdělením nábojů po jejich oddálení ( prouděním, třením, rozstřikováním ), případně indukcí náboje od jiných nabitých těles nebo usazováním iontů.

Výboj blesku velmi často iniciuje hořlavé soubory, neboť při něm vznikají vysoké teploty v ochranných vodičích. V blízkosti úderu blesku vznikají velké proudy schopné iniciace a vysoká indukovaná napětí. Vedle toho hrozí možnost iniciace také silným ohřevem bleskosvodu.

3) Iniciační zdroje vzniklé přeměnou světelné energie

Sluneční záření může iniciovat hořlavé soubory, jsou-li jeho paprsky zaostřeny např. dutým zrcadlem, naplněnou láhví apod. Přímým sáláním slunečního tepla může být dosaženo povrchové teploty 70 až 100 °C.

Bleskové světlo může iniciovat především prachovzdušné směsi, případně může vyvolat žhnutí usazeného prachu.

Laserové záření může mít ještě na značné vzdálenosti i bez soustředění čočkou takovou hustotu energie, že může být iniciačním zdrojem.

Soustředěním paprsků čočkou lze snadno v ohnisku dosáhnout teplot vyšších než 1000 °C.

4) Iniciační zdroje vzniklé přeměnou chemické energie

V tomto případě jsou zdrojem tepelné energie potřebné k zapálení exotermické reakce látek. Příkladem takové reakce může být hašení vápna, při kterém se dosahuje teploty 300 až 450 °C.


Samovznícení

Samovznícení je vznícení, při kterém je zdrojem energie potřebné ke vznícení samozahřívání látky. K samozahřívání látky může docházet v důsledku fyzikálních, chemických nebo biologických pochodů. Podmínkou pro samozahřívání, stejně jako pro vznícení, je, aby množství vznikajícího tepla bylo větší než teplo odváděné. Podle procesu ( děje ), který se v počátcích samozahřívání podílí na zvyšování teploty, dělíme samovznícení na :

1) fyzikální
2) chemické
3) biologické

1) Fyzikální samovznícení

Příkladem tohoto typu je samovznícení uhlí, které je způsobeno adsorpcí plynů a par na povrchu uhelné hmoty.

Samovznícení napomáhá:
• skladování ve velkých hromadách
• nestejnoměrná zrnitost
• vlhkost
• zbytky jiných hořlavých materiálů

Za ohnisko samovznícení se považuje místo, kde teplota dosáhla 65 °C, nebo kde se teplota během 24 hodin zvyšuje o více než 3 °C. K fiz. samovznícení může dojít i ohřevem látky ( např. tepelné samovznícení dřeva, pilin, kalafuny, bavlny, tabáku, papíru apod. ) nebo úderem ( třaskaviny ).


2) Chemické samovznícení

K chemickému samovznícení dochází stykem dvou nebo více látek, při němž probíhá exotermická reakce a uvolňuje se velké množství tepla.

Tyto chemické děje jsou vyvolány:
• stykem s kyslíkem ( u látek samozápalných na vzduch, jako např. bílý fosfor, organokovy nebo čerstvě připravené práškové kovy ),
• stykem s vodou ( sodík, draslík a jejich sloučeniny, karbid vápníku nebo pálené vápno ),
• stykem s oxidačními činidly ( oxidovadla značně snižují teplotu vznícení, někdy až na teplotu místnosti ).

3) Biologické samovznícení

K biologickému samovznícení jsou náchylné rostlinné materiály, jako je seno, luskoviny, obilniny apod. Podstatou biologického samovznícení je postupný nárůst teploty v důsledku činnosti mikroorganismů, která vede k zahřívání. Při teplotě asi 70 °C začnou bakterie odumírat. Teplota je však již dostačující pro rozpad některých jednodušších rostlinných látek, z nichž vzniká uhlík. Ten dále funguje jako v případě uhlí-oxiduje, a tím zvyšuje teplotu látky, vzniká další uhlík a při teplotě 250 až 300 ° C pak dojde ke vznícení rostlinné hmoty .

Podmínkami pro biologické samovznícení jsou:
• vlhkost ( za suché je považováno seno s max. obsahem vlhkosti 16 % ),
• velká hromada ( minimálně asi 3000 kg, tj 35 m³ ),
• minimální doba uskladnění ( 8 až 10 dnů ),
• nerovnoměrné rozložení vlhkosti ( různorodá jakost vrstvené hmoty ).