21. T вспышки, практическое значение
Температура вспышки - это наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает.
Температура вспышки является главным параметром, характеризующим пожарную опасность жидкостей.
По температуре вспышки все жидкости, способные гореть, классифицируются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с tвсп до 61 °С включительно (в закрытом тигле) и горючие (ГЖ) с tвсп больше 61 °С (в закрытом тигле).
Температуру вспышки жидкостей (tвсп) рассчитывают по методикам изложенным в приложении 2.
Температуру вспышки жидкостей (tвсп) в закрытом тигле в °С , имеющих нижеперечисленные виды связей (табл. 5), вычисляют по формуле:
,
оС
(27)
где а0 - размерный коэффициент, равный минус 73,14 °С;
а1 -. безразмерный коэффициент, равный 0,659;
tкип- температура кипения исследуемой жидкости, °С;
аj - эмпирические коэффициенты, приведённые в табл. 5 и прил. 2 в зависимости от связей в структурной формуле вещества;
lj - количество связей вида j в молекуле исследуемой жидкости.
Средняя квадратическая погрешность расчета по этой формуле составляет 13°С.
22. Вскипание, причины, условия, меры профилактики
Пожары резервуаров часто сопровождаются вскипанием и (или) выбросом горящей жидкости. Чаще это происходит при горении нефти и нефтепродуктов. Примерно 60 % пожаров резервуаров с нефтью сопровождается вскипанием, а каждый четвертый – выбросом. Вскипание проявляется как бурное вспенивание жидкости. Горящая пена переливается через борт резервуара, попадает в обвалование, выводит из строя технологическое и пожарное оборудование, приводит к срыву пенной атаки. Наиболее опасным является выброс. При этом большие массы горящего продукта взлетают на высоту иногда равную 3–5 диаметрам резервуара, падая на землю, покрывают большие площади и продолжают гореть. Выбросы наносят большой материальный ущерб и часто сопровождаются человеческими жертвами. Уже первые исследования этих явлений показали их связь с образованием гомотермического слоя. Было установлено, что вскипание нефти и высококипящих нефтепродуктов представляет собой вспенивание жидкости, которое происходит в результате вскипания капель воды диспергированных в массе вещества. Схема этого процесса показана на рис. 3.11
Если вода и горючая жидкость не взаиморастворимы, то капли воды могут находиться во взвешенном состоянии продолжительное время только при достаточно высокой вязкости жидкости. К таким жидкостям относятся, например, нефть, минеральные масла, мазут и т. д. Гомотермический слой, образующийся при возникновении горения (см. рис. 3.11, б), в силу более высокой температуры имеет меньшую вязкость, чем остальная масса жидкости. Присутствие воды увеличивает скорость опускания его нижней границы и в то же время замедляет рост температуры. В результате этого капли воды, опускаясь вниз, концентрируются вблизи нижней границы гомотермического слоя (см. рис. 3.11, б). Когда температура гомотермического слоя достигает температуры кипения воды, капли превращаются в пар и вспенивают жидкость (см. рис. 3.11, в). Вскипание может быть многократным. Его интенсивность зависит от длительности горения резервуара и степени обводненности нефтепродукта. При содержании влаги менее 0,3 % вскипание нефти обычно не происходит, а при 20 % и более вспенившаяся масса не горит. При влажности нефти 0,6 % первое вскипание наступает примерно через 50–60 мин, а при 0,9 % – через 40–50 мин. Вскипание также происходит при подаче пены на поверхность жидкости, нагретой до температуры выше 100 °С. Это относится как к «сухим», так и обводненным жидкостям.
Вскипание воды, находящейся на дне резервуара, носит взрывной характер, так как под слоем жидкости вода способна перегреваться до температур значительно выше 100 °С. Чем выше температура перегретой воды, тем большее количество тепла аккумулируется в ее массе и затем расходуется на образование пара: