3 Исходные данные для расчетов

Стирол, винилбензол, этилбензол, фенилэтилен, C8H8

Физико-химические свойства: бесцветная жидкость. Мол. масса 104,14; плотность 901,7 кг/м³ при 25°С; т. кип. 145°С; lg p = 7,0654-2123,057/(272,988+t) при температуре –7 до 146°С; плотность пара по воздуху 3,6; коэф. диф. Пара в воздухе 0,0674 см²/с при 0°С; теплота образов. 155,6 кДж/моль; теплота cгоpания – 4438,8 кДж/моль; в воде не растворяется.

Пожароопасные свойства: Легковоспламеняющаяся жидкость. Т. вспышки.: 30°С (з.т.), 37°С (о.т.); т. самовоспламенения 490°С; концентрационные пределы распространения пламени 1,1–7,2% об.; температурные пределы распр. пл.: нижний 27°С, верхний 67°С (расч.); т. гор. 1590 К; минимальная энергия зажигания 0,99 мДж при 40°С; максимальное давление взрыва 650 кПа; нормальная скорость распространения пламени 0,57 м/с при 95°С.

Средства тушения: Распыленная вода, воздушно-механическая пена, порошки, аэрозольные составы.

Структурная формула стирола:

4 Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов

4.1 Расчет температуры вспышки индивидуальных жидких веществ в закрытом тигле (з.Т.)

а) Температура вспышки t_всп веществ, имеющих нижеперечисленные структурные группы (табл. 3.1), рассчитывается по формуле, °С:

t_всп = a_о + а₁ t_кип + _j* l _j (1)

где а₀ — размерный коэффициент, равный минус 73,14°С;

а₁ — безразмерный коэффициент, равный 0,659;

t_кип — температура кипения исследуемой жидкости, °С;

l_j — число структурных групп j-го вида в молекуле;

a_j — эмпирические коэффициенты, приведенные в табл.1 Приложения 1.

Средняя квадратичная погрешность расчета по формуле (1) составляет

9 - 13 °С.

Решение.

Первый способ.

По табл.1 Приложения 1 находим:

; ;

; ;

; ;

t_кип =145°С

Подставляя эти величины в формулу (1), получаем:

t_всп = -73,14 + 0,659 145 + 4 (-0,28) + 4 (-2,03) + 8 (1,105) = 29,32°С ≈ 29°С

Δ= |30 - 29,3| = 0,7°С

Второй способ.

По табл.1 Приложения 1 находим:

a _с=с = 1,72 l _с=с = 1

t_всп = -73,14 + 0,659 145 + 1 (67,83) + 3 (1,105)+1(1,72) = 30,015°С

Экспериментальное значение t_всп 30°С.

Δ= |30 – 30,015| = 0,015°С.

б) Для органических соединений, состоящих из атомов С, Н, О, N, а также галоидорганических и элементоорганических соединений, содержащих атомы S, Si, P, Cl, температура вспышки рассчитывается по формуле

t_всп = C₀ + С₁  t_кип + С₂ |Н_сг|, (2)

где Н_сг — мольная теплота сгорания вещества, кДж/моль;

C₀, С₁, С₂ - эмпирические константы, величины которых приведены в табл.2 Приложения 1.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле составляет 9 -13 С.

Решение. Используя данные табл.2 Приложения 1, получаем:

Н_сг = -4438,8 кДж/моль

t_кип = 145°С

C₀ = -45,5;

С₁ =0,83;

С₂ =-0,0082;

t_всп = -45,5 + 0,83 145 - 0,0082 |-4438,8| = 38,5 С

Экспериментальное значение t_всп стирола 30С.

Δ = |30 – 38,5| = 8,5С.

в) Более точную температуру вспышки классов веществ рассчитывают по формуле

t_всп = а + b  t_кип, (3)

где а и b — эмпирические коэффициенты, значения которых приведены табл.3 Приложения 1.

Средняя квадратическая погрешность при расчете по формуле (3) составляет 3 - 5 °С.

t_кип = 145°С,

а= -67,83°С,

b = 0,665°С.

Решение. Используя данные табл.3 Приложения 1, получаем:

t_всп = - 67,83 + 0,665 145 = 28,6 °С

Экспериментальное значение t_всп стирола 30 °С.

Δ = |30-28,6| = 1,4С.

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