3.5.Температурные пределы распространения пламени

Значение нижнего или верхнего температурного предела (t_п) вычисляют по формуле

,

где а₀ — размерный коэффициент, равный минус 62,46°С для нижнего и минус 41,43°С для верхнего пределов;

а₁ — безразмерный коэффициент, равный 0,655 для нижнего и 0,723 для верхнего пределов;

a_j — эмпирические коэффициенты, характеризующие вклад j-х структурных групп, приведены в табл. 4.

Таблица 4

Вид структурной	aj, C		Вид структурной	aj, C
группы	tн	tв	группы	tн	tв
С—С	—0,909	—1,158	C—N	—2,14	0,096
С=С	—2,66	—4,64	N—H	6,53	6,152
С—Н	—0,009	0,570	О—Н	19,75	17,80
С—О	0,110	1,267		—4,40	—4,60
С=O	5,57	5,86

Для ксилола: количество связей C=C – 6; С - Н =10; С—С =2; тогда:

- нижний температурный предел распространения пламени равен

t_ПН = -62,46 + 0,655*144,4+(-2,66*6-0,909*2-0,009*10)=14,25 °С;

- верхний температурный предел распространения пламени равен

t_ПВ = -41,43 + 0,723*144,4+(-4,64*6-1,158*2+0,57*10)=38,52 °С.

3.6.Нормальная скорость распространения пламени паровоздушной смеси (максимальная нормальная скорость горения)

Lg S_u = 4,958 + 7560\T,

где Т – адиабатная температура горения, °С;

S_u - нормальная скорость распространения пламени паровоздушной смеси, м/с.

Lg S_u = 4,958 + 7560\2155,

S_u = 0,93 м/с.

3.7.Критический диаметр огнегасящего канала и безопасного экспериментального максимального зазора

Расчёт критического диаметра d_кр длинного цилиндрического огнегасящего канала производится по формуле:

d_кр=Pe_кр*λ*R*T/(S_u*C_p*P*M),

где Pe_кр=72-число Пекле;

λ =0,125 Вт/(м*К)-коэффициент теплопроводности ксилола;

R=8,31Дж/(моль*К)-универсальная газовая постоянная;

T=298Л-температура;

S_u- нормальная скорость распространения пламени паровоздушной

смеси, м/с.

C_p=1,27 Дж/(кг*К) -удельная теплоёмкость ксилола;;

P=101325 Па-давление;

M=106 кг/моль -молярная масса ксилола.

d_кр = 72*0,125*8,31*298/(0,93*1,27*101325*106)=1,75*10^-3м.

Максимальный экспериментальный безопасный зазор(БЭМЗ) рассчитывается по формуле:

БЭМЗ= d_кр/3=1,75/3 = 0,59 мм.

3.8.Минимальная энергия зажигания

Минимальная энергия зажигания вычисляется по формуле:

W=K_w*10^-7*[(9,4*M/ )*(t_св-20)+(-23+0,97* t_св-4,5*10^-4* t_св²)*10³]*l_k³,

где K_w=1,7;

=10,5 - стехиометрический коэффициент кислорода;

t_св =463 ⁰С - температура самовоспламенения вещества;

l_k=1,75мм - величина критического зазора.

W=1,7*10^-7*[(9,4*106/ 10,5)*(463-20)+(-23+0,97* 463-4,5*10^-4*463²)* *10³]*1,75³ = 4,23 МДж.

3.9.Способность гореть и взрываться при взаимодействии с водой, кислородом и другими веществами

ксилол – легковоспламеняющаяся жидкость.

3.10.Минимальная флегматизирующая концентрация

флегматизатора

Минимальная флегматизирующая концентрация газовых средств тушения пожаротушения С_МФК,% об., вычисляется по формуле:

С_МФК =100F/(F+γ(1+C_O2/100β_CO)),

где γ-безразмерный коэффициент; для СО₂- γ=1,6; для Н₂О- γ =1,2; для N₂- γ=1;

C_O2=21 -концентрация кислорода в воздухе,% об.;

β_CO-стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания до СО и Н₂), вычисляется по формуле:

β_CO=0,5n_C+0,25n_H=0,5*8+0,25*10=6,5;

где n_C, n_H-число атомов С и Н в молекуле горючего;

F-безразмерная функция, которую вычисляют по формуле:

F=[C_O2*(h_Cn_C+ h_Hn_H+ h_f∆H_f⁰)/100 β_CO]-1,

где h_C = 2,373;h_H=2,757; h_f =2,58*10^-2 кДж/моль;

∆H_f⁰=7,9кДж/моль -стандартная теплота образования ксилола

F=[21*(2,237*8+ 2,757*10+ 2,58*10^-2*(-24,4))/(100*6,5)]-1=0,45.

Минимальная флегматизирующая концентрация СО₂

С_МФК (СО₂)=100*0,45/(0,45+1,6(1+21/(100*6,5))=21,4 % об,

Минимальная флегматизирующая концентрация Н₂О

С_МФК (Н₂О)=100*0,45/(0,45+1,2(1+21/(100*6,5))=28 % об,

Минимальная флегматизирующая концентрация N₂

С_МФК (N₂)=100*0,45/(0,45+1(1+21/(100*6,5))=30,4 % об,