Teknisk tidskrift

36

TEKNISK TIDSKRIET

14 Mars 1908

ingående studium. — Ett mycket instruktivt experiment, utfördt af Hoffman och Buff i ändamål att studera dissociationsfenomen omnämnes af Nernst. Genom en i en endiometer innesluten kolsyrevolym fick en konstant hållen ström af elektriska gnistor slå. Härvid sönderdelades blandningen allt mer i koloxid och syre, och då blandningen af koloxid, syre och kolsyra nått vissa proportioner, inträdde en svag explosion, hvarvia koloxiden och syret åter förbrändes till kolsyra, hvarpå dissociationen åter började. — Dock synes det som om verkligt indifferenta gaser, d. v. s. sådana, som under inga förhållanden kunna deltaga i den kemiska omvandlingen, och sådana som blott verka utspädande, men ej kunna deltaga i förbränningen, icke hade fullt samma inverkan på explosionsområdet. Det har t. ex. visat sig, att en luftknallgasblandning, som inneslutits mellan ett par glasväggar i det tunnaste skikt, som genom lokal antändning kunnat bringas till förbränning, ej är det tunnaste skikt som kan antändas. Genom luftknallgasens utspädning med en viss mängd syrgas har ett ännu tunnare skikt kunnat bringas till förbränning. Härvid är att observera, att luftknallgas redan är betydligt uppblandad med den indifferenta gasen kväfve, och att en syretillsättning antagligen verkar på sådant sätt, att gasmolekylerna lättare påträffa de för deras förbränning nödvändiga syremolekylerna. Af stort intresse vore att erfara, huruvida ej en tillsättning af väte till ofvannämnda luftknallgas hade samma inverkan som tillsättning af syre. — Genom att till ren knallgas sätta syre ernås väl antagligen samma resultat som genom tillsättning af indififerent gas.

Vid inblandning af en indifferent gas i en ggsluftblandning på sådant sätt, att syret ersättes med indififerent gas visar det sig, att vid syreöfverskott förskjutes explosionsgränsen endast långsamt med den inblandade indififerenta gasens mängd. Vid gasöfverskott förskjutes däremot explosionsgränsen, helt naturligt, hastigt med den inblandade indifferenta gasens mängd. De sålunda erhållna kurvorna mötas i en punkt, där antändning ej mer är möjlig.

En ökad temperatur hos den explosiva blandningen vidgar explosionsområdet därigenom, att det vid lokal förbränning alstrade värmet vid en större utspädning åt ena eller andra gränsen blir tillräckligt att uppvärma närliggande partiklar till antändningstemperatur.

Den inverkan, som trycket har på explosionsområdet, är ganska outredd. Försök vid tryck mellan 0,5 och 4 atm. hafva visat, att en koloxidluftblandning antände sig lättare vid lägre tryck under det att en väteluftblandnings tändbarhet blir oförändrad. Enligt Lindes observation, att specifika värmet ökar med trycket, bör ökadt tryck inskränka explosionsområdet.

Vid adiabatisk kompression af en explosiv blandning vidgas explosionsområdet i följd af temperaturhöjningen. Drifves kompressionen så långt, att temperaturen uppnår antändningstemperaturen, antändes blandningen och förbrinner. Den härvid uppkommande explosionstöten är ofantligt mycket häftigare än vid antändning med t. ex. en elektrisk gnista, ty i förra fallet sker antändningen samtidigt i hela gasmassan och förbränningen sker alltså ögonblickligt genom hela gasmassan under det att i senare fallet förbränningen fortplantar sig genom massan från antändningstället.

Slutligen minskas explosionsområdet, såsom lätt inses, genom värmeafledning och ökas genom värmetillförsel.

Såsom komplettering till ofvanstående må endast näm¬

nas, att antändningstemperaturen ej är den temperatur, där förbränningen börjar, utan blott är gränsen för »den sken bara jämnvikten». — Numera äger man visshet om, att i en blandning af brännbar gas och syre resp. luft reagera bland ningens beståndsdelar på hvarandra vid alla temperaturer, men vid vanlig temperatur försiggår denna reaktion så långsamt, att någon temperaturhöjning i följd af reaktionen ej kan iakttagas. Med ökad temperatur ökas reaktionshastigheten, men man uppnår först vid en viss temperatur — antändningstemperaturen — en betydande hastighet. Om därför temperaturen på en punkt i t. ex. en knallgasblandning höjes,| ökas reaktionshastigheten i denna punkt. Härvid inträffar! antingen att det utvecklade värmet genom strålning och ledning aflägsnas från punkten hastigare än nytt värme alstras, hvarför temperaturen åter sjunker och reaktionshastigheten åter minskas till ett minimalt värde, eller ock är värmeutvecklingen i följd af den ökade reaktionshastigheten så stor, att äfven omgifningen kan uppvärmas till en temperatur, som möjliggör en stormig reaktionshastighet med ökad värmeutveckling, så att slutligen hela gasmassan förbrännes. I senare fallet var antändningstemperaturen uppnådd.

Genom att tillämpa ofvan anförda fakta på tändkulan! kan dennas funktion förklaras på ett enkelt sätt.

Samtliga de motorer, som äro försedda med förutbeskrifna tändkulekonstruktioner, regleras med frislag. Här1 gäller alltså blott att hålla tändkulan vid den temperatur,) som vid de rådande förhållandena kan antända den an-! vända explosiva blandningen. För undvikande af för tidig tändning måste låg kompression användas samt blandningens halt af brännbar gas vara relativt liten. När belastningen är mycket hög, måste kulans öfverflödiga temperatur bortledas genom att låta luften kringströmma densamma, och vid låg belastning måste kulans erforderliga temperatur uppehållas genom yttre uppvärmning. Diagrammen vid t. ex. halfbelastning äro ganska karaktäristiska. Sällan är regleringen så god, att ej ett antal oljeinsprutningar följas af ett antal frislag. Upptagas diagrammen af ett sådant antal förbränningar, skall man finna, att det första visar för sen tändning. Kulan är för kall för riktig antändning, och först sedan tillräckligt med värme tillförts blandningen från den heta kulan, antändes den, och kulan uppvärmes af det utvecklade värmet. Följande j diagram visa allt tidigare tändning och det sista vanligen en ganska betydande förtändning, emedan kulan nu är för j varm, så att tändningen sker innan den adiabatiska kompressionen nått sitt maximum. Under de följande frislagen afkyles åter kulan.

Den låga kompressionen och den ofullständiga regle- | ringen af tändkulans temperatur hafva föranledt sökandet efter något medel till förhöjandet af den förra och förbättring af den senare. Det har visat sig, att tillblandningen af vatten resp. vattenånga, i proportioner lämpade efter de för ögonblicket rådande förhållandena, till den explosiva blandningen medfört önskadt resultat. Man har 1 med andra ord genom tillblandning af en indififerent gas kunnat höja kompressionen från 2 ä 3 atm. till 8 å 9. ■

Vid hög belastning införes en relativt stor vattenmängd i den explosiva blandningen, hvilken verkar dels direkt afkylande på tändkulans varma ytor, dels såsom en 1 blandningen införd indififerent gas. Vid liten belastning införes mindre eller intet vatten, hvarigenom mindre värme