4.4 Расчет верхнего концентрационного предела распространения пламени индивидуальных веществ

Верхний концентрационный предел распространения пламени φ_в для индивидуаль­ных органических веществ, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О, N, C1, рассчиты­вается в зависимости от величины стехиометрического коэффициента кислорода в реак­ции горения по формулам:

(1)

или

(2)

Величина вычисляется по соотношению:

(3)

В формулах (1) - (3) h_j и g_s - постоянные коэффициенты, характеризующие структурные особенности вещества (их значения принимаются по табл.1 и табл.2 Приложения 3);

m_j - количество связей j -го типа в молекуле соединения;

т_С, т_Н, т_О , m_Cl - число атомов угле­рода, водорода, хлора и кислорода в молекуле.

Относительная средняя погрешность расчета φ_в по формулам (1) и (2) не превы­шает 15%.

Решение:

структур­ная формула о-ксилола имеет вид:

По формуле (3) вычисляем величину :

=8+0,25(10-0)=10,5

>8, то величину φ_в рассчитываем по формуле (2).

φ_н = 100/(0,768*10,5+6,554)=6,84% об..

Экспериментальное значение верхнего предела стирола равно 6,7% об.

% ошибки = (| 6,7-6,84| /6,7)*100%=2,37%

4.5 Расчет температурных пределов распространения пламени индивидуальных жидких веществ

а) Если известна зависимость давления насыщенных паров жидкости от температуры, то величина нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени t_n (°С) может быть вычислена с использованием соответствующего значения концентраци­онного предела распространения пламени φ_n по формуле:

где А, В, С_А — константы уравнения Антуана, выражающего зависимость давления насыщенных паров жидкостей.

Решение:

Нижний концентрационный предел распространения пламени о-ксилола равен 1,0% об.;

константы уравнения Антуана А = 6,28; В=1575,11; С_А=223,58.

P =101,3 кПа.

27,5°С.

Экспериментальное значение нижнего температурного предела о-ксилола равно 27 °С.

Δ=|27-27,5|=0,5°С

Верхний концентрационный предел распространения пламени о-ксилола равен 6,7% об.;

константы уравнения Антуана А = 6,28; В=1575,11; С_А=223,58.

P =101,3 кПа.

66°С.

Экспериментальное значение верхнего температурного предела стирола равно 65 °С.

Δ=|67-66 | = 1°С

б) Для веществ, молекулы которых включают структурные группы, представленные в табл. 1 Приложения 4, температурные пределы рассчитываются по формулам:

(1)

(2)

где l_j — число связей и структурных групп вида а_j в молекуле. Значения коэффициентов а_j приведены в табл.1 Приложения 4.

Среднее квадратическое отклонение расчетных данных по формулам (1) и (2) от экспериментальных составляет 8 град.

Решение:

t_кип = 144,4 ºC

l _с-н = 6 a _с-н = -0,009 ºC

l _O = 1 a _O = -4,40 ºC

l _с-с = 2 a _с-с = -0,909 ºC

t_н = -62,5 + 0,665∙144,4 + 6∙(-0,009) + 1∙(-4,40) + 2∙(-0,909) = 25,81 ºC.

Экспериментальное значение нижнего температурного предела о-ксилола равно 27 °С.

Δ = |27-25,8| = 1,2°С

t_кип = 144,4 ºC

l _с-н = 6 a _с-н = 0,570 ºC

l _O = 1 a _O = -4,60 ºC

l _с-с = 2 a _с-с = -1,158ºC

t_в = -41,4 + 0,723∙144,4 + 6∙(0,570) + 1∙(-4,60) + 2∙(-1,158) = 60,8 ºC.

Экспериментальное значение верхнего температурного предела стирола равно 65 °С.

Δ = |65-60,8| = 4,2°С

Наиболее приближенные значения t_н и t_в к справочным значениям t_н и t_в вычисляются по формуле данной в пункте «а».

Список использованной литературы

1.Справочник «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. В 2 ч.-М.: Ассоциация « Пожнаука», 2004.

2. Справочник инженера пожарной охраны: учеб.-практ. пособие. – М.: «Инфра-инженерия», 2005.

3. «Процессы горения и взрыва.- М.: Изд-во «Пожнаука», 2007.

4. Интернет.