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Bestimmung der Mindestzündenergie auf Basis eines statistischen Ansatzes

07.11.2012

Auf der Grundlage existierender Daten aus Versuchsreihen zur Mindestzündenergiebestimmung wurde eine statistische Analyse zu den Mindestzündenergien von Wasserstoff, Ethen und Propan durchgeführt. Dazu wurde das Verfahren der logistischen Regression angewendet.
Die logistische Regression ist eine geeignete Funktion um Zündwahrscheinlichkeiten im Übergangsbereich zu ermitteln. Es sind nur wenige Versuche nötig, um den Übergangsbereich zwischen 10 % und 90 % Zündwahrscheinlichkeit hinreichend genau zu beschreiben, eine präzise Wahrscheinlichkeitsaussage in der Größenordnung von 1‰ erfordert jedoch eine vergleichsweise große Anzahl experimenteller Daten.
Den tabellierten Mindestzündenergien ist eine Zündwahrscheinlichkeit in der Größenordnung von 0,7‰ bis 7,3‰ zuzuordnen. In diesem Bereich verläuft die Wahrscheinlichkeitskurve sehr flach. Daher verursachen kleine Änderungen der ermittelten Zündhäufigkeiten große Änderungen der zugeordneten Zündenergie. Die Abweichungen der Mindestzündenergieangaben aus den verschiedenen aus der Literatur bekannten Untersuchungen sind daher aus den Messunsicherheiten, der Zündstatistik und dem flachen Verlauf der Wahrscheinlichkeitskurve zu erklären.
Für eine mögliche Festlegung der Mindestzündenergie als sicherheitstechnische Kenngröße bei einer Wahrscheinlichkeit von
z. B. 1% wäre es nötig zu akzeptieren, dass bereits Energien unterhalb dieser Schwelle in realen Experimenten zur Zündung geführt haben.
Zusammenfassend zeigt sich, dass eine Bestimmung von Zündenergien auf Basis der logistischen Regression bei hinreichend großer Anzahl von Versuchen geeignet ist, die verschiedene Stoffe hinsichtlich ihrer Zündeigenschaften besser zu vergleichen. Dies erfordert jedoch einen erhöhten Aufwand gegenüber dem traditionellen Bestimmungsverfahren.

 

Zündwahrscheinlichkeit von Propan

 

[1]Wähner, A., Gramse, G., Langer, T., Beyer, M.: Determination of the Minimum Ignition Energy on the Basis of a Statistical Approach. In: Proc. of the 9th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions (9th ISHPMIE), July, 22-27, 2012, Cracow, Poland, Paper ISH-006


Kontakt:
Dr.-Ing. Michael Beyer, FB 3.7, michael.beyer(at)ptb.de