Deflagracija, ili brzosagorevanje, (lat.de + flagrare - sagoreti) je tehnički termin koji opisuje podzvučnosagorevanje koje se obično širi kroztoplotnu provodljivost (toplo paljenje materijala zagreva sledeći sloj hladnog materijala i zapali ga), to jest da budemo precizniji ta toplota se širi krozeksploziv ili mešavinu goriva i oksidatora.[1][2]Deflagracije u visokom i niskomeksplozivu mogu ili ne moraju preći udetonaciju u zavisnosti od zatvorenosti i drugih faktora.[3]Deflagracije u mešavinama goriva i oksidatora takođe mogu da pređu udetonacije u zavisnosti od zatvorenosti i drugih faktora.[4] Većina požara koji se nalaze u svakodnevnom životu su difuzioni plamenovi.Deflagracije sa brzinama plamena u opsegu od 1 m/sek razlikuju se oddetonacija koje se nadzvučno šire kroz udarne talase sa brzinama detonacije u rasponu od kilometara u sekundi.[5]
Deflagrantni eksplozivi imaju relativno malu brzinu razlaganja, jer se energija aktiviranja predaje od sloja do sloja prevođenjemtoplote.Crni barut je glavni predstavnik deflagrantnih eksploziva. Sastoji se od dobro homogenizovane mešavinekalijum nitrata 75%, retornog drvenog uglja (ćumura) 15% isumpora 10%. Kalijum nitrat je potreban da obezbedikiseonik za sagorevanje drvenog uglja isumpora. Sumpor obezbeđuje lakše paljenje i ravnomernije sagorevanjebaruta.
Za izradubaruta komponente se pojeinačno ili po dve zajedno usitne u mlinovima sa kuglama, a zatim dobro izmešaju u bubnjevima sa kožnom oblogom. Mešavina se ovlaži sa oko 15%vode, a zatim valjanjem zgusne, a onda hidrauličnim presama ispresuje u pogače. Dobijene pogače izdrobe se u zrna koja se suše (do ispod 0,5% vlage) i eventualno polirajugrafitom, premetanjem u bubnjevima. Prosejavanjem kroz sita vrši se obesprašivanje i klasiranje zrna po krupnoći. Zrna običnog rudarskog crnog baruta prolaze kroz sito 3mm, a ostaju na situ otvora 0,2mm.
U inžinjerskim primenama, deflagracije su lakše kontrolisane oddetonacija[6]. Iz tog razloga, one su pogodnije kada je cilj da se pomeri objekat (metak upušci, ili klip umotoru sa unutrašnjim sagorevanjem)[7][8][9][10] silom širenjegasa. Tipični primerideflagracija susagorevanje smešegasa ivazduha ušporetu na plin, ili smeše goriva i vazduha u motorima automobila.
Sistemi i proizvodi zadeflagraciju se takođe mogu koristiti u rudarstvu, rušenju i vađenju kamena peskarenjem pod pritiskomgasa kao korisna alternativa visokimeksplozivima.
Deflagracija se koristi umalokalibarskom oružju.Barut koji se u njima koristi eksplodira deflagracijom, ali ne detonacijom.Eksploziviprojektili (kao što jebarut) koji se koriste za pokretanjemetaka, a projektili eksplodiraju deflagracijom. Detonacionaeksplozija bi uništila cev oružja.
Kada se proučava ili raspravlja o bezbednosti odeksploziva, ili bezbednosti sistema koji sadržeeksploziv, terminideflagracija,detonacija i prelaz od deflagracije do detonacije (koji se obično nazivaju DDT) moraju se razumeti i koristiti na odgovarajući način da bi se prenele relevantne informacije. Kao što je gore objašnjeno,deflagracija je podzvučna reakcija, dok jedetonacija nadzvučna (veća od brzine zvuka materijala) reakcija. Razlikovanje izmeđudeflagracije ilidetonacije može biti teško ili nemoguće običnom posmatraču. Umesto toga, pouzdano razlikovanje između ova dva zahteva instrumentaciju i dijagnostiku da bi se utvrdila brzina reakcije u zahvaćenom materijalu. Stoga, kada se neočekivani događaj ili nesreća dogodi sa eksplozivnim materijalom ili sistemom koji sadržieksploziv, obično je nemoguće znati da li jeeksplozivdeflagrirao ilidetonirao, jer oboje mogu izgledati kao veoma burne, energične reakcije. Zbog toga je zajednica energetskih materijala skovala termin „nasilna reakcija visoke eksplozije“ ili „HEVR“ da opiše nasilnu reakciju koja je, budući da nije imala dijagnostiku za merenje brzine zvuka, mogla biti ilideflagracija ilidetonacija.[11][12]
Osnovna fizika plamena može se razumeti uz pomoć idealizovanog modela koji se sastoji od uniformne jednodimenzionalne cevi nesagorelog i sagorelog gasovitog goriva, odvojene tankim prelaznim regionom širine u kojoj dolazi do gorenja. Područje gorenja se obično naziva plamenom ili frontom plamena. U ravnoteži, toplotna difuzija preko fronta plamena je uravnotežena toplotom dobijenom sagorevanjem. .[13][14][15][16]
Ovde su važne dve karakteristične vremenske skale. Prvi je vremenski okvir termičke difuzije, što je približno jednako
gde je toplotna difuzivnost. Drugi je vremenski okvir sagorevanja koji snažno opada sa temperaturom, obično kao
gde je aktivaciona barijera za reakciju sagorevanja i da li je temperatura nastala kao rezultat sagorevanja; vrednost ove takozvane „temperature plamena” može se odrediti iz zakona termodinamike.
Za stacionarni pokretni front deflagracije, ove dve vremenske skale moraju biti jednake: toplota stvorena sagorevanjem jednaka je toploti odnešenoj prenosom toplote. Ovo omogućava izračunavanje karakteristične širine fronta plamena:
tako
Sada se termički front plamena širi karakterističnom brzinom, što je jednostavno jednako širini plamena podeljenoj sa vremenom sagorevanja:
Ovaj pojednostavljeni model zanemaruje promenu temperature, a time i brzinu sagorevanja na frontu deflagracije. Ovaj model takođe zanemaruje mogući uticaj turbulencije. Kao rezultat, ovo izvođenje daje samo laminarnu brzinu plamena — otuda i oznaka.
Tačka deflagracije je empirijski parametar vezan za bezbednost za karakterizacijueksploziva.[17] Odgovara temperaturi na kojoj se mali eksplozivni uzorak zapali, deflagrira ili eksplodira kada se zagreje spolja u ispitnom staklu. Poređenje karakteristike za različite supstance se obezbeđuje definisanom metodom ispitivanja. U tu svrhu, uzorak supstance koja se ispituje težine 0,5 g (sa potencijalnim početnim eksplozivom od 0,01 g) zagreva u ispitnom staklu, koja se uranja 2 cm duboko u grejno telo, počevši od 100 °C (212 °F; 373 K) sa brzinom zagrevanja od 20 K min−1.[17] Ovaj ispitni postupak je takođe utvrđen u propisima oželezničkom saobraćaju.
Primeri:
Da bi došlo do deflagracije potrebno je:
Tipični primeri deflagracije su:
Deflagracija je izobaričnaeksplozija (pri konstantnom pritisku) sa plamenom pri maloj brzini širenja. Kao na primereksplozijebutana.
Reakcije izazvanedeflagracijom su identične onima pri sagorevanju, ali se razvijaju brzinom između 1 m/s ibrzine zvuka; ova vrstaeksplozije naziva sedeflagracija.
Udeflagraciji frontplamena napreduje zbog fenomena toplotne difuzije. Naprotiv, koddetonacije, sagorevanje je povezano saudarnim talasom koji napreduje brzinom većom odbrzine zvuka.
Detonacija je proces nadzvučnog sagorevanja koji uključujeudarni talas i reakcionu zonu iza njega. Za razliku oddeflagracije, podzvučno sagorevanje.
Deflagrantni eksplozivi se koriste za izradusporogorećih štapina. Rudarski crni barut standardno se pakuje u polietilenske kese mase 2,5 kg, koje se zatim stavljaju u kartonske kutije. Za paljenjecrnog baruta upotrebljava sesporogoreći štapin sadetonatorom, ili bez njega, ilidetonirajući štapin.
Oštećenje zgrada, opreme i ljudi može nastati usled kratkotrajnedeflagracije velikih razmera. Potencijalna šteta je prvenstveno funkcija ukupne količine sagorelog goriva u slučaju (ukupne raspoložive energije), maksimalne brzine reakcije koja se postiže i načina na koji se zadržava širenje gasova sagorevanja. Ventiliranedeflagracije obično su manje nasilne ili štetne oddeflagracija koje sadrže ventilaciju.[18]
Koddeflagracija slobodnim vazduhom, postoji kontinuirana varijacija u efektima deflagracije u odnosu na maksimalnu brzinuplamena. Kada su brzine plamena male, efekatdeflagracije je oslobađanje toplote, kao što je bljesakpožara. Pri brzinama plamena blizubrzine zvuka, oslobođena energija je u obliku pritiska i rezultujući visoki pritisak može oštetiti opremu i zgrade.[19]