دتکتورهای LEL و مخلوط های گازی

مثلث آتش:

مثلث آتش یک دیاگرام بسیار ساده و مفید است که شرایط لازم برای احتراق را نمایش می دهد. برای اینکه فرآیند احتراق رخ دهد، هر سه ضلع این مثلث (سوخت_هوا_حرارت) به طور هم زمان لازم است.حذف یکی از اضلاع برای جلوگیری از فرایند احتراق کافی است.

 حد بالا و پایین اشتعال چیست؟

مخلوط های گازی و بخارات قابل احتراق زمانی مشتعل می شوند که غلظت سوخت به میزان مشخصی رسیده باشد. این محدوده مجاز غلظت سوخت برای اشتعال به صورت تجربی به دست آمده و به آن مرز اشتعال (Flammability limits) یا مرز انفجار (Explosive Limits) گفته می شود. آگاهی از این محدوده به شما کمک می کند تا با ایجاد تهویه مناسب در فضا، خطر انفجار را کنترل کنید.

 حد پایین انفجار (Lower Explosive Limit) :

کوچکترین نسبت حجمی ماده قابل اشتعال به هوا می باشد که قابلیت انفجار دارد. به بیان دیگر، به کمترین درصد غلظت یک گاز یا بخار گفته می شود که با قرار گیری در نزدیکی جرقه، شعله یا گرما می تواند منفجر شود. در صورتی که این غلظت کمتر از LEL تعیین شده باشد، حتی در حضور جرقه و گرما نیز امکان اشتعال گاز وجود ندارد.حد پایین انفجار و حد پایین اشتعال دو مفهوم بسیار نزدیک به یکدیگر هستند. اصلی ترین تفاوت این دو، میزان انرژی آزاد شده و مدت زمان انجام واکنش می باشد.مخلوط های گازی قابل اشتعال و هوا فقط با نسبت های مشخص مشتعل می شوند. وجود هوا یا گاز سوختنی بیش از حد در این مخلوط به عدم اشتعال منجر می گردد. گستره یا محدوده اشتعال یا انفجار پذیری همیشه نسبت به هوا تعیین می گردد، زیرا درصد اکسیژن موجود در هوا میزانی مشخص است. در اکسیژن خالص گستره این محدوده افزایش می یابد.

حد بالای انفجار گازها می توان از تعریف حد پایین آن ها استفاده نمود. به این ترتیب می توان حد بالای انفجار را به عنوان بزرگترین نسبت حجمی ماده قابل اشتعال به هوا که قابلیت انفجار دارد، تعریف کرد. به بیان دیگر، بیشترین درصد غلظت یک گاز یا بخار که با قرار گیری در نزدیکی جرقه، شعله یا گرما می تواند منفجر شود، UEL  می باشد. در صورتی که این غلظت بیشتر از UEL تعیین شده باشد، حتی در حضور جرقه و گرما نیز امکان اشتعال یا انفجار گاز وجود ندارد.در صورت کم بودن سرعت جریان مخلوط، ممکن است شعله وارد مشعل شده و باعث پس زنش شعله شود. بسته به سرعت حرکت مخلوط ممکن است شعله درون مشعل نگاه داشته شود و منجر به )پس زنش مداوم(  شود. با کمتر شدن سرعت مخلوط از این میزان، (برگشت شعله) رخ می دهد. به عبارت دیگر شعله یا به سمت سیلندر سوخت حرکت خواهد کرد و به منظور ادامه اشتعال، اکسیژن مورد نیاز خود را به دنبال خواهد کشید و یا به سمت سیلندر اکسیژن حرکت خواهد کرد و سوخت را به دنبال خود خواهد کشید.

*زمان پاسخ (Response Time): فاصله زماني بين لحظه افزايش مقدار گاز ورودي به دتكتور گاز و لحظه اي كه خروجي يا نمايشگر آن به مقدار مشخصي (مثلا 90% مقدار نهايي) مي‌رسد را زمان پاسخ مي‌گويند

*نقطه اشتعال : (Flash Point) کمترین دمایی است که بخار قابل احتراق از ماده ساطع می شود. برای اندازه گیری این نقطه اشتعال به یک منبع احتراق نیاز است؛ در صوری که به هر دلیلی این منبع موجود نبوده و یا از محل خارج شود، امکان احتراق و اشتعال گاز وجود ندارد.

 تفاوت خود آتش گیری و نقطه اشتعال

نکته قابل توجه این است که در دمای خود آتش گیری، بدون نیاز به منبع احتراق، امکان اشتعال و سوختن گاز وجود دارد. این در حالی است که نقطه احتراق به دمای بالاتری گفته می شود که در آن بخار مشتعل شده و حتی پس از احتراق نیز به سوختن ادامه می دهد.

 نمودارهای اشتعال‌پذیری

نمودارهای ترکیب درصد اشتعال‌پذیری مشخص می‌کنند که یک گاز یا مخلوطی از گازها در مجاورت هوا چطور آتش می‌گیرند و یکی از اسناد کلیدی برای دریافت اطلاعات کافی در مورد رفتار اشتعال‌پذیری یک ماده سوختنی و جلوگیری از حریق و انفجار در سراسر جهان هستند. این نمودارها عموما بیشتر برای مخلوط هیدروکربن‌ها به کار می‌روند.نمودار اشتعال‌پذیری قابلیت اشتعال مخلوط سوخت، اکسیژن و گاز بی‌اثری که به طور معمول ازت هست را در ترکیب درصدهای متفاوت نشان می‌دهد. مخلوط این سه گاز عموما در نمودار مثلثی نمایش داده می‌شود. اطلاعات بدست آمده را می‌توان در نمودار عمود بر هم معمولی که در آن تنها دو ماده بررسی شده‌اند، نیز نشان داد. 

باید در نظر داشت که در نمودارهای عمود بر هم به طور ضمنی مجموع هر سه عنصر 100 درصد است.نمودارهای اشتعال‌پذیری را می‌توان به مخلوط سوخت‌ها نیز تعمیم داد.

 سيستم ها و تجهيزات اعلام حريق:

هدف اصلي استفاده از اين سيستم ها كشف و اعلام حريق در ساختمانها و يا محوطه هاي باز صنعتي مي‌باشد. بايد دانست كه سيستم اعلام حريق قادر به جلوگيري از بروز آتش سوزي نيست و در واقع هدف اصلي اين سيستم ها كشف حريق در مراحل اوليه آن مي‌باشد. به طور كلي سيستم اعلام حريق متشكل از دو جزء اصلي است: كنترل مركزي و تجهيزات ميداني. تجهيزات ميداني شامل ورودي ها و خروجي ها هستند. ورودي ها به نوبه خود شامل دتكتورهاي (آشكارسازهاي) اعلام حريق و شستي ها (كال پوينت ها ) مي‌شوند. خروجي هاي سيستم نيز يا تجهيزات خبر دهنده صوتي و يا ديداري هستند و يا عملگرهايي كه متناسب با شرايط و ويژگيهاي محل مورد استفاده سيستم هاي اطفاء را فعال مي‌كنند و يا سيستم هاي تهويه را متوقف ميكنند و يا درهاي ورودي و خروجي را باز يا بسته مي كنند. سيستم هاي اعلام حريق به طور كلي به دو دسته آدرس پذير و كانونشنال (متعارف) تقسيم مي‌شوند.

 دتكتورها يا آشكارسازهاي اعلام حريق:

آتش يا حريق يك واكنش شيميايي است كه چندين محصول ايجاد مي‌كند. به طور كلي دتكتورهاي حريق نسبت به يك يا بيشتر از اثرات يا محصولات آتش حساس بوده و آنها را كشف يا آشكار مي كنند. گرما (و افزايش دما)، دود و تشعشعات نور(شامل مريي و غير مريي) محصول و يا اثر آتش می باشند. بر اين اساس انواع دتكتورهای اعلام حريق عبارتند از: دتكتوردودی،‌ دتكتور حرارتي،‌ دتكتور شعله. به غير از دسته بندی بر اساس اثر يا محصول،‌ دسته بندي هاي ديگري نيز وجود دارد كه با توجه به پوشش نقطه اي (محلی) يا پوشش خطي يا سطحي، انواع اين دتكتورها را از يكديگر متمايز میسازد كه به اين شرح می باشند:

 – دتکتور یا آشکارساز فوتوالکتریک (نوری) و یونیزاسیون (فرایند فیزیکی)،

 – دتكتورهای دودی مكشی (Aspirating Smoke Detector)

 – دتكتورهای حرارتي نقطه ای ،‌دتكتورهای حرارتی خطی (Linear Heat Detector) ‌يا دتكتورهای حرارتی كابلی و…

 – دتكتورهای تركيبي (دودی و حرارتی)

 – دتكتورهای شعله

———-

منابع:

www.chrysalisscientific.com

www.aidic.it

www.sps-support.honeywell.com