В соответствии с гост 12.1.044-89 «пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»

пожаровзрывоопасность веществ и материалов определяется показателями, выбор которых зависит от агрегатного состояния вещества (материала) и условий его применения. При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов различают:

• газы - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа превышает 101,3 кПа;

• жидкости - вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 °С и давлении 101,3 кПа меньше 101,3 кПа. К жидкостям относят также твердые плавящиеся вещества, температура плавления или каплепадения которых меньше 50 °С;

• твердые вещества и материалы - индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления или каплепадения больше 50 °С, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т. п.);

• пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Образование горючей среды при горении газообразных, жидких и твердых веществ состоянии происходит по-разному.

Расчет характеристик пожарной опасности

Для газообразных и жидких горючих веществ в соответствии с ГОСТ 12.1.044 – 89 предполагается экспериментальное определение и расчет ряда показателей пожарной опасности и других характеристик пожарной опасности.

Стехиометрическая концентрация

Часто в пожарно-технических расчетах необходимо определить стехиометрическую концентрацию.

Стехиометрической концентрацией называется такая концентрация горючего вещества, когда реагирующие вещества взяты в эквивалентных отношениях, соответствующих уравнению реакции.

Пример 4. Рассчитать стехиометрическую концентрацию пропана С₃Н₈ в % объемных и г/м³ при температуре 25⁰С и давлении 95 кПа.

Расчет стехиометрической концентрации производится по уравнению реакции горения индивидуального вещества. Общие формулы для вычисления объемной и массовой стехиометрической концентрации следующие:

_стех^объем = , %

_стех^масс = , г/м³.

1. Уравнение реакции горения пропана.

С₃Н₈ + 5( О₂ + 3,76 N₂ ) = 3СО₂ +4Н₂О + 5· 3,76 N₂

 = 5

_стех^объем = = 4,03 %

2. Молярная масса М (С₃Н₈) = 44 г/моль (кг/кмоль);

V_м = = 26,1 м³/кмоль

_стех^масс = = 68,0 г/м³.

Концентрационные пределы распространения пламени

Нижний и верхний концентрационный предел распространения пламени (воспламенения) - соответственно, минимальное и максимальное содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Обозначается НКПР (_н) и ВКПР (_в).

КПР применяют при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров, пылей в воздухе рабочей зоны, внутри технологического оборудования, трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем.

Область концентраций горючего, заключенная между КПР, называется областью распространения пламени или областью воспламенения.

Горючие смеси, в которых концентрация горючего вещества находится вне области воспламенения, не могут быть зажжены даже от самого мощного источника зажигания. Если смесь не имеет КПР, то она вообще негорюча.

КПР для реальных горючих веществ определяется экспериментально по ГОСТу 12.1.044-89. Там же приведены инженерные методы расчета КПР в воздухе.

Расчет КПР по аппроксимационной формуле

Пример 5. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газа пропана С3Н8.

Концентрационные пределы распространения пламени (область воспламенения) для газо- и паровоздушных смесей могут быть рассчитаны по следующей формуле

, %, где

 _Н(В) - нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени ( НКПР и ВКПР ), %;

 - число молекул кислорода ( коэффициент перед кислородом в уравнении реакции горения вещества );

a и b - константы, имеющие значения, приведенные в таблице 2.

Для расчета массовой концентрации можно воспользоваться формулой:

_н^масс = , кг/м³ или г/л.

Таблица 2.