تسجيل الدخول

تسجيل

خطورة المسحوق السابح في الهواء(خطورة الكهرباء الساكنة في المساحيق المعلقة بالهواء)

المؤلف:  جيرل ووكر

المصدر:  سيرك الفيزياء الطائر

الجزء والصفحة:  ص636

2025-09-13

545

لماذا تكون الشرارة الكهربية خطيرة في حالة المسحوق المحمول في الهواء، مثلما يحدث في منجم للفحم أو مطحن الدقيق؟

الجواب: حين تكون حبيبات المسحوق مجتمعة فإنها قد لا تحترق جيدا، لكن عندما تكون محمولة في الهواء، يُحاط كل جسيم بالهواء؛ ومِن ثَمَّ تملك إمدادات وفيرة من الهواء تسمح لها بالاحتراق بسرعة كبيرة في الحقيقة، بمجرد أن يبدأ الاحتراق عند أينقطة  من المسحوق تُنقل الطاقة الحرارية عبر المسحوق (من حبة إلى التي تليها بسرعة كبيرة تؤدي إلى انفجار المسحوق وهذا يعني أن قدْرًا كبيرًا من الطاقة ينبعث بطريقة غير منضبطة، مع تزايد سريع في الضغط ودرجة الحرارة في صومعة حبوب قد يدمر الانفجار ببساطة بنية الصومعة وفي منجم للفحم، قد يقتل عمال المنجم. وبالرغم من احتياطات اليوم، تستمر هذه الانفجارات في الحدوث بصورة متكررة. في بعض الحالات يمكن الشرارة ناتجة عن تفريغ كهربائي أن تستحث انفجارًا، إذا وفرت القدر الكافي من الطاقة ويمكن أن ترتبط الشرارة بالمعدات الكهربية المعطوبة، ولكن يغلب أكثر أن تكون بسبب جسمين مشحونين يفرغ أحدهما شحنته إلى الآخر، أو بسبب جسم مشحون يفرغ شحنته إلى الأرض عند نقطة مؤرضة ما.

على سبيل المثال في سبعينيات القرن العشرين وقع انفجار في مسحوق قطع الشوكولاتة، بينما كانت تقذف إلى صومعة عبر أنبوب بلاستيكي. وبينما كانت حبيبات المسحوق تخرج مهتزة من الأكياس إلى نظام الأنابيب، وبينما كان بعضها يلامس بعضًا ويلامس جدران الأنابيب أثناء تحرُّكها عبر نظام الأنابيب، أصبحت الحبيبات مشحونة. وعندما انطلقت من الأنبوب الأخير إلى الصومعة قفزت شرارة بين الحبيبات ونقطة مؤرضة ما في الصومعة لربما بدأت الشرارة بالحبيبات المحمولة في الهواء، في أثناء سقوطها نحو الكثيب الذي تشكل بالفعل في الصومعة. وثمة احتمال آخر، فلربما بدأت الشرارة عند قمة المخروط الذي يشكله الكثيب، بينما تنزلق الحبيبات على حواف الكثيب المائلة (بلغ المجال الكهربي قوته القصوى عند قمة الكثيب، أو بالقرب منها، لذا فلربما بدأ هناك الشرر الذي يؤين فيه مجال كهربي قوي جزيئات الهواء).

في الواقع لربما حدث الشرر بصورة متكررة في الصومعة، لكن بلا طاقة كافية لإشعال الحبيبات. وقد حدث الانفجار مصادفة، عندما تجاوزت طاقة إحدى الشرارات (أو ربما عدة شرارات مجتمعة شبه متزامنة) القيمة الدنيا اللازمة لحدوث الانفجار. لا يستطيع المهندسون القضاء على الشحنات الساكنة والشرر في صناعات المساحيق، وبدلاً من ذلك، يحاولون الإبقاء على طاقة الشرر دون تلك القيمة الدنيا اللازمة للانفجار.