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Gli idro­car­buri, come tutti i liq­uidi in natura, date le tem­per­a­ture e pres­sione, si trovano nell’ambiente in uno stato di equi­lib­rio liquido-​vapore. A pres­sione atmos­fer­ica ad ogni val­ore di tem­per­atura cor­risponde una situ­azione di equi­lib­rio in cor­rispon­denza della super­fi­cie del liq­uido in cui un deter­mi­nato numero di mol­e­c­ole per unità di super­fi­cie e per unità di tempo, a dis­capito della tem­per­atura del liq­uido stesso, acquista una certa ener­gia cinet­ica che gli per­me­tte di pas­sare dallo stato liq­uido a quello di vapore.

In par­ti­co­lare per ogni idro­car­buro esistono dei val­ori di tem­per­atura del liq­uido a pres­sione atmos­fer­ica in cor­rispon­denza dei quali il numero di mol­e­cole che pas­sano allo stato di vapore per unità di super­fi­cie e per unità di tempo è suf­f­i­ciente a for­mare una mis­cela ossigeno — idro­car­buri infi­amma­bile. Il val­ore della tem­per­atura viene definita come la tem­per­atura di infi­amma­bil­ità ed è la tem­per­atura min­ima del liq­uido alla quale si forma una mis­cela infiammabile.

Affinchè abbia inizio la reazione chim­ica di com­bus­tione è nec­es­saria una pic­cola ener­gia di atti­vazione chia­mata ener­gia di innesco. In sin­tesi un liq­uido com­bustibile per dare orig­ine a ad una mis­cela vapori di com­bustibili — aria, che sia infi­amma­bile e possa essere innescata sono nec­es­sarie le seguenti condizioni :

  • Tem­per­atura liq­uido com­bustibile > tem­per­atura d’infiammabilità
  • Con­cen­trazione dei vapori com­presa tra il lim­ite infe­ri­ore e il lim­ite supe­ri­ore di infiammabilità
  • Pre­senza dell’innesco.

Una delle carat­ter­is­tiche della ben­z­ina è la sua infi­amma­bil­ità cioè la pos­si­bil­ità di accen­dersi facil­mente. A questo propos­ito occorre ricor­dare che la tem­per­atura di infi­amma­bil­ità della ben­z­ina Avgas 100LL e di circa –40 °C questo equiv­ale a dire che a tem­per­atura ambi­ente in pre­senza di fiamma si incendia.

La ben­z­ina avio ha una pres­sione di vapore minore e più uni­forme rispetto alla ben­z­ina per auto­mo­bili, il che le per­me­tte di rimanere allo stato liq­uido ad alta quota, pre­ve­nendo il fenom­eno indesider­ato del vapor lock, il blocco del flusso di car­bu­rante causato da bolle nei con­dotti di ali­men­tazione.

 

Schema di prin­ci­pio di un sis­tema di stoccag­gio e rifornimento

Per neu­tral­iz­zare le cause delle esplo­sioni occorre elim­inare il con­tatto dell’aria atmos­fer­ica con il liq­uido infi­amma­bile oppure provo­care, nell’interno del ser­ba­toio la for­mazione di una mis­cela non esplo­siva. Il sis­tema uti­liz­zato in questa anal­isi è il sis­tema a saturazione.

Sis­tema a saturazione

La sicurezza con­tro le esplo­sioni è cos­ti­tuita (Nell’interno del ser­ba­toio) dall’aria sovras­tante il liq­uido, la quale è in mis­cela con una per­centuale tale di vapori di liq­uido infi­amma­bile da trovarsi fuori dal campo di esplo­siv­ità (definito per Avgas 100LL dal 0,7% al 7,4 % ). Con il sis­tema a sat­u­razione, tale per­centuale può anzi divenire così forte (Circa il 20%), da far uscire la mis­cela stessa anche dal campo di infi­amma­bil­ità. Per­chè si abbia una rap­ida ed intensa sat­u­razione occorre che l’aria provochi la for­mazione e l’assorbimento dei vapori di ben­z­ina, gor­gogliando attra­verso la sua massa. Il mezzo più sicuro per ottenere questo risul­tato è quello di far giun­gere l’estremità infe­ri­ore del tubo di equi­lib­rio a qualche cen­ti­metro dal fondo del serbatoio.

Con il sis­tema dotato di valvola a pressione/​depressione durante la fase di erogazione, il car­bu­rante viene aspi­rato lungo la con­dotta di aspi­razione dotata della valvola di fondo e fil­tro. Durante la fase di erogazione , si crea una depres­sur­iz­zazione dovuta all’abbassamento del liv­ello del liq­uido e per­tanto il ser­ba­toio neces­sità di ripresa d’aria dall’esterno per riprestinare la pres­sione interna. L’aria esterna in sovra­pres­sione rispetto alla pres­sione della cis­terna, attra­versa il tagli­afi­amma ter­mi­nale incor­po­rato nella valvola, apre il piat­tello di depres­sione e dopo aver attrav­er­sato la tubazione di equi­lib­rio rag­giunge il sat­u­ra­tore (Gor­goglia­mento). L’aria si car­ica di par­ti­celle di liq­uido, gor­gogliando nello stesso modo che al rag­giung­i­mento della fase vapore si trova anch’essa in con­dizione di sat­u­razione, cioè al di fuori dal campo di infiammabilità.