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Sicherheitstechnische Kenngrößen von Alkohol/Luft-Gemischen - Explosionsdruck, zeitlicher Druckanstieg, Verbrennungsgeschwindigkeit -

16.11.2013

Der maximale Explosionsdruck, der maximale zeitliche Druckanstieg und die Verbrennungsgeschwindigkeit dienen als Grundlage für Explosionsschutzmaßnahmen
wie explosionsdruckfeste oder explosionsdruckstoßfeste Bauweise, Explosionsdruckent-lastung und Explosionsunterdrückung. Für Methanol, Ethanol, 2-Propanol, 2-Butanol und 1-Pentanol wurden die sicherheitstechnischen Kenngrößen Explosionsdruck und zeitlicher Druckanstieg die Druckabhängigkeit für Drücke kleiner 1 bar und die Temperaturabhängigkeit für Temperaturen bis 100 °C untersucht.

Alkohole sind wichtige Zwischenprodukte in der chemischen Industrie und dienen auch als Lösemittel für Farben und Lacke (alle kurzkettigen Alkohole) oder für die Duftstoffe bei der Parfümherstellung. Alkohole sind Bestandteil vieler Desinfektionsmittel, Reinigungsmittel, Geruchs- und Geschmacksstoffe (in Form ihrer Ester) sowie als Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge.

Der maximale Explosionsdruck, der maximale zeitliche Druckanstieg und die Verbrennungsgeschwindigkeit dienen als Grundlage für die Explosionsschutzmaßnahmen wie explosionsdruckfeste oder explosionsdruckstoßfeste Bauweise, Explosionsdruckentlastung und Explosionsunterdrückung.

Für Methanol, Ethanol, 2-Propanol, 2-Butanol und 1-Pentanol wurden für die sicherheits-technischen Kenngrößen Explosionsdruck und zeitlicher Druckanstieg die Druckabhängigkeit für Drücke kleiner 1 bar und die Temperaturabhängigkeit für Temperaturen bis 100 °C untersucht.

Innerhalb der untersuchten Druck- und Temperaturbereiche konnte für die untersuchten Alkohole - Methanol, Ethanol, 2-Propanol, 2-Butanol und 1-Pentanol - für

-       den Explosionsdruck die Druck- und Temperaturabhängigkeit nach folgender Korrelation Pex (P) = Pex (Po) ⋅ (P⋅T0) ⁄ (P0⋅T)   bestätigt werden.

-        den zeitlichen Druckanstieg eine entsprechende Druckabhängigkeit Pex (P) = Pex (Po) ⋅ (P ⁄  P0) jedoch keine eindeutige Temperaturabhängigkeit gezeigt werden.

Für den KG-Wert ergab sich eine Abhängigkeit vom Volumen des Explosionsgefäßes, das für die Bestimmung des zeitlichen Druckanstieges verwendet wurde.

Kontakt: Dr. Elisabeth Brandes, FB 3.7, Opens window for sending emailelisabeth.brandes(at)ptb.de

Beiträge zum 13. BAM-PTB-Kolloquium zur chemischen und physikalischen Sicherheitstechnik,  PTB-Ex-4, S. 178 - 186
doi: 10.7795/210.20130904V

 

Maria Mitu1,2, Elisabeth Brandes1

1Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Fachbereich 3.4 „Grundlagen des Explosionsschutzes“, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig,   Deutschland
2„Ilie Murgulescu“ Institut für Physikalische Chemie von Rumänischen Akademie, Labor 3  „Chemische Kinetik", Spl. Independentei 202, 060021 Bukarest, Rumänien