Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Расчёт температуры вспышки и температуры воспламенения





 

Температура вспышки – самая низкая температура вещества, при которой над поверхностью его образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость образования паров ещё недостаточна для возникновения устойчивого горения.

Если повысить температуру жидкости и тем самым увеличить скорость образования горючих паров над ее поверхностью, можно добиться, что кратковременное воздействие источника зажигания вызовет не только вспышку паров, но и их последующее устойчивое горение.

Согласно ГОСТ 12.1.044-89 «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» жидкости, способные воспламеняться и гореть, по пожарной опасности подразделяются на два класса:

1. Легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) –tвсп £ 61 0С в закрытом тигле (бензин, керосин, ацетон, скипидар, бензол, сероуглерод, метиловый спирт и др.).

2. Горючие (ГЖ)tвсп >61 0С в закрытом тигле (глицерин, этиленгликоль, мазут, минеральные и растительные масла).

Наименьшая температура вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы в таком количестве, что после их зажигания и удаления источника воспламенения устанавливается устойчивое пламенное горение, называется температурой воспламенения.

Температура воспламенения не намного больше температуры вспышки. Для ЛВЖ это различие составляет 1-5 ºC, для ГЖ - 30-35 ºC.

Таким образом,

для ЛВЖ: tвоспл = tвсп + (1 ¸ 5 0), причём чем ниже tвсп, тем меньше эта разность.

для ГЖ: tвоспл = tвсп + (30 ¸ 35 0)

Температуры вспышки и воспламенения являются основными показателями пожарной опасности жидкостей. Их значения для некоторых жидкостей приведены в таблице приложения 6.

Температуру вспышки жидкостей можно определить по формуле Элея:

, °С (68)

где: tкип – температура кипения жидкости, °С;

К – коэффициент горючести, определённый по формуле:

, (69)

где С, S, H, O, N, Cl, F, Br количество атомов указанных элементов в формуле горючего вещества.

По коэффициенту горючести определяют группу горючести вещества:



К £ 0 – вещество относится к группе негорючих веществ;

0 < К £ 1 – вещество относится к группе трудногорючихвеществ;

К > 1 – группа горючих веществ.

ПРИМЕР: Определить температуру вспышки и воспламенения муравьиной кислоты, если её температура кипения составляет 101оС. К какому классу относится данная жидкость? В помещении какой категории можно работать с этой жидкостью?

Решение:

, °С

К = 4·C + 4·S + H + N – 2·O – 2·Cl – 3·F – 5·Br;

Для данной жидкости К = 4·C + H – 2·O = 4·1 + 2·1 – 2·2 = 2.

=101 – 18·Ö2 = 74,5оС > 61 оС это ГЖ, категория помещения В.

Для ГЖ tвоспл = tвсп + (30 ¸ 35), 0С

tвоспл = 74, 5 + (30 ¸ 35), 0С = 104,5 ¸ 109, 5 оС.

Ответ: tвсп муравьиной кислоты 74, 5 оС, tвоспл = 104,5 ¸ 109, 5 оС, ГЖ категория В.

 

Если вещество имеет сложный состав (керосин, краска, эмаль), то температура вспышки рассчитываетсяпо формуле, ºС:

, (70)

формула справедлива при 0 0С £ tвсп < 160 0С.

 

ПРИМЕР: Определить температуру вспышки изоамилового спирта С5Н11ОН, если его НТПРП составляет 38 оС. Рассчитать его температуру воспламенения.

Решение:

< 61оС – это ЛВЖ.

Для ЛВЖ tвоспл = tвсп + (1 ¸ 5) = 45,7 + (1 ¸ 5) ºС = 46,7 ¸ 50,7 оС.

Ответ: для изоамилового спирта tвсп = 45,7 оС, tвоспл = 46,7 ¸ 50,7 оС.

 

Метод расчета указанных показателей по формуле В. И. Блинова основывается на предположении, что концентрации паров жидкости и кислорода в потоке, направленном к поверхности горения, отвечают стехиометрическому составу, пар к пламени подводится благодаря молекулярной диффузии, а давление пара над жидкостью связано с температурой самой жидкости.

Формула Блинова имеет вид:

, (71)

где А - постоянная пpибора, зависящая от условий опыта;

До - коэффициент диффузии, м2/с;

n - число молей кислорода, необходимое для полного сгорания одного моля пара жидкости;

Рнп - давление насыщенного пара жидкости при Твсп, Па.

 

При определении Твсп по формуле (71) имеем два неизвестных - Твсп и Рнп, т. к. последняя величина должна быть взята именно при Твсп. В таком случае поступают следующим образом.

Сначала находим произведение температуры вспышки и давления насыщенных паров: .

В дальнейшем задача сводится к тому, чтобы по известной зависимости давления насыщенных паров от температуры жидкости найти такую температуру, при которой произведение будет равняться найденной величине . Для этого можно воспользоваться приложением 12.

Формула В. И. Блинова является универсальной, по ней можно рассчитывать температуру вспышки в открытом и закрытом тигле, а также температуру воспламенения. Для этого в формуле (71) меняется только параметр А.

При определении:

температуры вспышки в закрытом тигле А = 28 (К×Па.м2)/с;

температуры вспышки в открытом тигле А = 45,3 (К×Па.м2)/с;



температуры воспламенения А = 53,3 (К×Па.м2)/с.

 

ПРИМЕР: Вычислить температуру вспышки метилового спирта по формуле В.И. Блинова для закрытого тигля, если коэффициент диффузии паров спирта 16,2.10-6 м2/с. Результаты сравнить с экспериментальным значением температуры вспышки (279 К).

Решение:

1. Для решения задачи по формуле В.И. Блинова необходимо иметь значение коэффициента n, для чего записываем уравнение реакции горения этилового спирта:

 

CH3OH + 1,5(О2+ 3,76N2) = СО2 + 2Н2О + 1,5·3,76N2,

откуда n = 1,5.

2. Вычислим произведение .

При определении Твсп в закрытом тигле параметр А = 28 (К×Па.м2)/с, поэтому

.

3. Найдем такую температуру, при которой произведение будет равно 576 кПа·К. Тогда найденное значение температуры будет соответствовать температуре вспышки.

Воспользуемся для этого зависимостью давления насыщенного пара от температуры жидкости, приведенной в таблице приложения 12. Для этилового спирта при Т1 = 256,8 К давление паров составляет Р1 = 1,33 кПа, а Р1Т1 =·342 кПа×K. Это меньше, чем РвспТвсп. При Т2 = 267 К давление паров Р2 = 2,666 кПа, а Р2Т2 = 711 кПа×К. Это уже больше, чем Рвсп ×Твсп. Значит, Твсп имеет значение между Т1 и Т2. Найдём его методом интерполяции:

Сравнение полученного значения с экспериментальным (279 К) показывает, что погрешность расчета по формуле В. И. Блинова составляет всего 2,7 К.

Ответ: температура вспышки метилового спирта 276,3 К.

 






Date: 2015-08-15; view: 6244; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию