Design and Characterization of a Hot-Surface Ignition (HSI) Experiment

易燃液体 点火系统 硝基甲烷 材料科学 燃烧 核工程 温度测量 润滑油 环境科学 机械 工艺工程 复合材料 热力学 废物管理 工程类 化学 物理 有机化学
作者
David Teitge,James C. Thomas,Thomas Sammet,Eric L. Petersen
标识
DOI:10.2514/6.2023-0745
摘要

The ignition of flammable liquids on hot surfaces is both a safety concern to industry and an important phenomenon for some combustion devices. Hot-surface ignition (HSI) is a function of fluid properties and environmental parameters, primarily surface temperature. In the current study, a laboratory-scale experiment was designed and characterized to determine the HSI characteristics of flammable liquids. A stainless-steel block is heated using embedded electrical resistance heaters and single drops of liquid fuel are dispensed onto removable test surfaces. The experimental apparatus is well-characterized and provides a uniform surface temperature within the range of 25-750 °C with high accuracy (±5 °C) and control. Experimental measurements include temperature-dependent ignition probability and time-to-ignition. In addition, high-speed video was utilized to further probe the underlying phenomena that govern HSI behavior. Representative HSI data for heptane, nitromethane, and lubricant oils are presented to illustrate the utility of the developed experiment in providing valuable HSI data and elucidating the fundamental parameters that influence HSI behavior.
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