Der Einfluss hohen Umgebungsdrucks auf Deflagrationen

Das Deflagrationsverhalten von Feststoffen unter atmospharischen Bedingungen wurde in der Vergangenheit eingehend untersucht. Standardmasig wird die Deflagrationsprufung in einem offenen System durchgefuhrt. Aber auch in geschlossenen Systemen ist die Deflagrationsprufung durchfuhrbar und sie liefert Ergebnisse, die mit den Standardmethoden vergleichbar sind. Daruber hinaus bietet die Prufung in einem geschlossenen System den Vorteil, nicht nur die Temperatur, sondern auch den Druck messen und fur die Beschreibung des Deflagrationsverlaufs heranziehen zu konnen. Auch fur die Prufung in geschlossenen Systemen liegt eine Reihe an experimentellen Ergebnissen vor. Von Klais wurde veroffentlicht, dass die Deflagrationsgeschwindigkeit, beschrieben anhand der Druckanstiegsrate, mit steigendem Druck ansteigt. Vor dem Hintergrund dieser experimentellen Beobachtung wurde interpretiert, dass die Steigerung der Geschwindigkeit ihre Ursache im steigenden Umgebungsdruck findet. Es wurde weiter versucht, einen funktionalen Zusammenhang zwischen Umgebungsdruck und Deflagrationsgeschwindigkeit, ausgedruckt durch die Druckanstiegsrate, herzustellen. Dabei wurde nicht beachtet, dass neben dem Umgebungsdruck noch andere Einflussfaktoren auf die Deflagrationsgeschwindigkeit gegeben sind. Wesentlich ist hierbei die fur die Reaktion zur Verfugung stehende Oberflache, die sich bei einer lokalen, punktformigen Anzundung mit fortschreitender Reaktionszeit vergrosert. In diesem Beitrag wird der Einfluss des Umgebungsdrucks auf die Deflagrationsgeschwindigkeit systematisch untersucht. Zu diesem Zweck wurden Experimente bei verschiedenen Ausgangsdrucken bis zu 50 bar (abs) durchgefuhrt. Der Anfangsdruck, also der Druck der vor Beginn eines Experiments im Reaktionsraum herrscht, wurde schrittweise von einem Experiment zum nachsten erhoht. Fur die Versuchsreihen wurden zwei Substanzen verwendet: Azodicarbonamid und ein Imidazolderivat. Diese unterscheiden sich in ihrem Deflagrationsverhalten und hinsichtlich der Gasmengenentwicklung. Die durchgefuhrten Experimente haben gezeigt, dass die Deflagrationsgeschwindigkeit mit steigendem Druck zunimmt. Sowohl die Druckanstiegsrate, als auch die lineare Ausbreitungsrate sind ein gutes Mas dafur. Zwischen den beiden Kenngrosen besteht ein linearer Zusammenhang. Fur eine gegebene Geometrie lasst sich die eine Kenngrose aus der anderen berechnen.