2.3 Расчет температурных пределов распространения пламени

Температурные пределы распространения пламени - значения температур, при которых насыщенные пары вещества образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему( НТПР) и верхнему (ВТПР) концентрационным пределам распространения пламени.

Расчет температурных пределов распространения пламени основывается на нахождении таких температур жидкости, при которых концентрация насыщенных паров соответствует НКПР и ВКПР.

Расчет температурных пределов распространения пламени индивидуальных жидкостей

2.3.1. Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то значение нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени(t_п) в °С вычисляют по соответствующему значению концентрационного предела распространения пламени (_КПР ) по формуле

(5)

где:

А, В, С_А— константы уравнения Антуана;

р₀ — атмосферное давление, кПа.

Пример 5: Вычислить температурные пределы распространения пламени 2-метилнонана, если известны следующие данные: НКПР 0,71 %; ВКПР 5,4 %; уравнение Антуана lg р = 6,12003 – 1521,3/(202,75 + t); Р₀ = 101,3 кПа.

Решение:

Расчет НТПР:

t_н = = 40,1⁰С

Расчет ВТПР:

t_в = = 79,9⁰С.

По справочным данным НТПР 2-метилнонана составляет 43⁰С.

2.3.2. Если неизвестна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то для веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N значение нижнего или верхнего температурного предела(t_п) вычисляют по формуле:

t_п = а₀ + а₁t_кип + (6)

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 таблице 4.

Таблица 4

Коэффициенты a_j для расчета температурных пределов

распространения пламени

3

Вид структурной группы	aj, C		Вид структурной группы	aj, C
	tн	tв		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

Пример 6.Рассчитать температурные пределы распространения пламени 3-метилбутановой кислоты С₅Н₁₀О₂.

Решение:

О Н Н Н     Н  О  С  С  С  С  Н    Н Н– С –Н Н  Н

Данные для расчета: tкип =176,50C Число связей: С – С 4 С – Н 9 С = О 1 С – О 1 О – Н 1

Расчет НТПР:

t_н=  62,46 + 0,655176,5 + 4(0,909) + 9(– 0,009) +15,57 +10,110 +19,75 =

– 62,46 +115,6075 – 3,636 – 0,081 + 5,57 + 0,110 + 19,75 = 74,86⁰С.

Расчет ВТПР:

t_в= 41,43 + 0,723176,5 +4(1,158) + 9(0,370) +15,86 + 11,267 + 17,80 =

41,43 + 127,6095 4,632 + 3,33 +5,86 + 1,267 + 17,80 = 109,8⁰С.

По справочным данным НТПР 3-метилбутановой кислоты составляет +70⁰С, ВТПР - составляет +104⁰С.

После рассмотрения методики решения задач обучающиеся выполняют индивидуальную работу под контролем преподавателя по заранее выданным заданиям.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ (5 мин.)

Преподаватель подводит итоги занятия. По результатам работы курсантов (студентов) и проведенного опроса он определяет степень усвоения материала и предварительно оценивает работу каждого из обучающихся.

Курсантам (студентам), сдавшим работы в ходе занятия, по результатам их проверки и предварительных итогов преподаватель объявляет окончательную оценку. Остальным слушателям (курсантам) преподаватель объявляет, что оценки будут доведены после проверки работ, и ставит задачу дежурному собрать разработанные документы и литературу; дает задание курсантам (студентам) на самостоятельную работу

Задание на самоподготовку (обучающиеся переписывают его в тетрадь).