Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)
Кафедра инженерной защиты окружающей среды
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ
ПАРОВ ОГНЕОПАСНЫХ ЖИДКОСТЕЙ
Методические указания к лабораторной работе для студентов заочной формы обучения
Санкт-Петербург
2008
УДК 502.3
Редин В.И., Антоненков А.Г. “Определение температуры вспышки паров огнеопасных жидкостей” Методические указания. - СПБГТИ(ТУ), 2008 - 19 с.
В методических указаниях приводится стандартная методика определения температуры вспышки паров огнеопасных жидкостей, а также методика расчета категории взрывопожароопасности помещений и зданий.
Указания предназначены для студентов заочной формы обучения по специальности 280202 “Инженерная защита окружающей среды” и соответствуют стандарту специальности и рабочей программе дисциплины “Безопасность жизнедеятельности”.
Библиогр. 6 назв.
Рецензент: Евтюков Н.З., доктор химических наук, профессор кафедры
технологии органических покрытий СПбГТИ(ТУ)
Утверждены на заседании учебно-методической комиссии факультета защиты окружающей среды
Рекомендованы к изданию РИСо СПбГТИ(ТУ)
.
Цель работы: 1) определение категории взрывопожарной или пожарной опасности производственных помещений; 2) основных требований к конструкции зданий и расположению их на территории предприятия.
1. Общие сведения
Большинство промышленных предприятий связано с производством или применением в больших количествах огнеопасных жидкостей.
При оценке опасности жидкостей одной из основных пожаротехнических характеристик является температура вспышки паров. Известно, что горение жидкостей происходит только в паровой фазе, находящейся над поверхностью жидкости; количество паров зависит от состава жидкости и ее температуры. Для горения паров в воздухе требуется определенная их концентрация.
Самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях испытания над его поверхностью образуется смесь паров или газов с воздухом, способная вспыхивать в воздухе от источника зажигания, называется температурой вспышки.
При температуре вспышки еще не возникает устойчивого горения жидкости, так как скорость образования паров недостаточна для поддержания стабильного пламени.
Огнеопасные жидкости в зависимости от температуры вспышки делятся на легковоспламеняющиеся и горючие. К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относятся жидкости с температурой вспышки паров, не превышающей 61 °С при определении в закрытом тигле или 66 °С - в открытом тигле.
Легковоспламеняющиеся жидкости делятся на три разряда: особо опасные ЛВЖ с температурой вспышки от -18 °С и ниже в закрытом тигле или от -13 °С и ниже в открытом тигле; постоянно опасные ЛВЖ с температурой вспышки от -18 до 23 °С в закрытом тигле, или от -13 °С до 27 °С в открытом тигле; опасные, при повышенной температуре с температурой вспышки от 23 до 61 °С в закрытом тигле, или от 27 до 66 СС в открытом тигле.
Температура вспышки жидкостей, принадлежащих к одному классу, закономерно изменяется в гомологическом ряду, повышаясь с увеличением молекулярной массы, температуры кипения и плотности. Температуру вспышки определяют как экспериментально, так и путем расчета.
Экспериментально температуру вспышки определяют в закрытом тигле (прибор ПВНЭ или Мартенс- Пенского), или по международному стандарту ИСО 2719-1993 (Е); в открытом тигле ( прибор ТВ ВНИИПО) для химических органических продуктов.
Имеется ряд зависимостей, позволяющих рассчитать температуру вспышки.
Одной из наиболее простых зависимостей является формула Элея t вс = t кип - 18 k (1)
где t вс - температура вспышки, °С; t кип - температура кипения жидкости, 0С, k - коэффициент горючести
k = 4mC+mH+4mS+mN-2mO-2mCl-3mF-5mBr. (2)
Более точно температура вспы ш ки ( в 0 К ) рассчитывается формуле:
Твс = а + bТкип, (3)
где а, Ь - эмпирические коэффициенты, приведенные в таблице1.
В ответственных случаях, когда с высокой надежностью требуется вычислить температуру вспышки индивидуальных горючих жидкостей, используется формула Блинова: Твс = А/Рвс Do (4)
где А-константа метода определения; при расчете температуры вспышки в закрытом тигле А=280; РвС-парциальное давление пара жидкости при температуре вспышки , кПа; Dо - коэффициент диффузии паров жидкости в воздухе при О° С и 101 кПа, см/с; - стехиометрический коэффициент, равный числу молей кислорода, приходящихся на 1 моль горючего вещества при его полном сгорании.
Таблица 1
|
Коэффициенты |
|
Класс веществ |
а |
b |
Алканы |
10,59 |
0,693 |
Спирты |
53,37 |
0,652 |
Альдегиды |
23,71 |
0,813 |
Ароматические углеводо- |
|
|
роды |
23,63 |
0,665 |
Кетоны |
44,77 |
0,643 |
Карбоновые кислоты |
36,15 |
0,708 |
Бромалканы |
41,90 |
0,665 |
Хлоралканы |
45,04 |
0, 631 |
Алкилацетаты |
22,43 |
0,702 |
Моноамины |
18,65 |
0,698 |
|
|
|
Зависимость давления Р пара жидкости от температуры выражается формулой
lgP= 9,7423-3193,6/Т (5) Искомая температура определяется методом последовательных приближений. По формуле (4) вычисляется произведение РвсТвс- Далее задаваясь произвольной температурой Т по формуле (5) находится соответствующее ей значение давления Р. Сравнивая произведения РВсТвС и РТ меняют температуру Т до тех пор, пока численные значения произведений не будут равны. При этом температура Т будет равна искомой температуре вспышки.
Температуру вспышки используют при классификации огнеопасных жидкостей, а также учитывают при определении категории взрывопожарной опасности помещений и зданий.
По действующим нормам пожарной безопасности все здания, помещения, производства в зависимости от опасности обращающихся веществ, их массы и других факторов подразделяются на категории А, Б, В, Г, Д, (приложение 1).
Правильный выбор категории производства имеет первостепенное значение при проектировании и эксплуатации объектов, связанных с обращением огнеопасных жидкостей, так как позволяет определить основные требования к генеральному плану, конструкции производственных зданий, и помещений, к производственному оборудованию и его компановке, , исполнению электрооборудования и другое, что в конечном итоге дает возможность установить оптимальное соотношение между безопасностью производства и размером капитальных вложений на строительство и эксплуатацию объектов.