4.2 Расчет температуры воспламенения индивидуальных жидкостей

Температуру воспламенения (t_восп) индивидуальных жидкостей в °С вычисляют по формуле:

t_восп = a_о + а₁ t_кип + _j l _j

где a₀ - размерный коэффициент, равный минус 47,79 °С;

a₁ - безразмерный коэффициент, равный 0,882;

a_j - эмпирические коэффициенты, приведенные в таблице 4 Приложения 1.

Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 5 °С.

Решение.

Первый способ.

Исходя из данных табл.4 Приложения 1 имеем:

a _с-с = 0,027°С l _с-с= 8

a _с-н = -2,118°С l _с-н= 10

а _с=с = -8,980°С l _с=с = 3

t_кип = 144,4°С

t_восп = -47,79 + 0,882 144,4 + 0,027 8 - 2,118 10 -8,980 3 = 31,6°С

Экспериментальных значений t_восп нет.

Второй способ.

a _с-с = 0,027°С l _с-с= 2

a _с-н = -2,118°С l _с-н= 10

°С

t_кип = 144,4°С

t_восп = -47,79 + 0,882 144,4 + 0,027 2 - 2,118 10 -2,069 6 = 46,0°С

Справочных значений t_восп нет.

3. Расчет нижнего концентрационного предела распространения пламени индивидуальных веществ

а) Нижний концентрационный предел распространения пламени φ_н веществ, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О, N, S, Si, P, F и С1, может быть вычислен по формуле:

φ_н (1)

где h_обр — коэффициент при теплоте образования газа, моль/кДж;

— стандартная теплота образования вещества в газообразном состоянии при 25°С, кДж/моль;

h_j — коэф­фициент j-го элемента;

m_j— число атомов j-го элемента в молекуле.

Значения коэффициентов h_j приведены в таблице 1 Приложения 2.

Относительная средняя квадратичная погрешность расчета по формуле (1) со­ставляет 8%.

Решение.

=­­ –24,4 кДж/моль;

h_обр =0,0489;

т_С = 8;

т_Н = 10.

Принимая значения коэффициентов

h_С =3,929;

h_Н =4,476.

по табл. 1 Приложения 2, получаем:

φ_н = 100/(1-0,0489(24,4)+3,929 8+4,476 10)=1,09%об.

Экспериментальное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени о-ксилола равно 1,0% об.

% ошибки =( |1,0-1,9| /1,0)*100% = 9%

б) Точность расчета по формуле (1) повышается при использовании коэффициентов h_обр и h_j для отдельных классов химических соединений. Значения этих коэффициентов приведены в таблице 2 Приложения 2.

Погрешность расчета φ_н по формуле (1) с использованием коэффициентов табл. 2 Приложения 2 составляет 5%.

Решение. С учетом приведенной формулы имеем:

= –24,4 кДж/молъ;

Принимая значения коэффициентов

h_С =4,904;

h_Н =5,569;

по табл. 2 Приложения 2

т_С = 8;

т_Н = 10.

φ_н = 100/(1 + 0,00489(–24,4) + 4,904 8 + 5,569 10) = 1,04% об.

Экспериментальное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени о-ксилола равно 1,0% об.

% ошибки =( | 1,0-1,04|/1,0)*100%=4%

в) Величину φ_н можно вычислить по формуле:

(2)

в которой h_s - коэффициенты связей элементов, входящих в состав молекулы;

m_s — коли­чество связей.

Значения коэффициентов связей приведены в таблице 3 Приложения 2.

Решение. Структурная формула о-ксилола имеет вид:

Первый способ.

m _С6Н6 = 1; h _С6Н6 = 485,4;

m _с-с = 2; h _с-с = 41,2;

m _с-н= 6; h_с-н = 49,2;

φ_н =1100/(1*485,4+6*49,2+2*41,2)=1,05% об.

Экспериментальное значение φ_н стирола равно 1,0% об.

% ошибки =( |1,0-1,05|/1,0)*100%=5%

Второй способ.

m _с-н = 10; h _с-с = 49,2;

m _с-с = 8; h _с-н = 41,2;

m _с=с = 3; h_с=с = 122,1;

табл. 3 Приложения 2 получаем:

φ_н =1100/(8 49,2+10 41,2+3 122,1)=0,94%

Экспериментальное значение φ_н стирола равно 1,0% об.

% ошибки =(|1,1-0,94)*100%=6%

Наиболее приближенное значение φ_н к справочному значению φ_н , вычисляется по формуле данной в пункте «б».