МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
Утверждено
на заседании кафедры пожарной
и производственной безопасности
"___" ______________ 2007г.
Исследование закономерностей изменения
Температуры вспышки горючей жидкости
От концентрации ее водных растворов
Методические рекомендации
к лабораторной работе № 4
Ростов-на-Дону
2008
УДК 614.841
Исследование закономерностей изменения температуры вспышки горючей жидкости от концентрации ее водных растворов: Методические рекомендации к лабораторной работе № 4. - Ростов Н/Д: Рост. гос.строит. ун-т, 2008. - 8 с.
Содержатся экспериментальные и расчетные методы определения температуры вспышки горючей жидкости в зависимости от разбавления ее водой.
Предназначены для студентов специальностей "Пожарная безопасность", "Безопасность технологических процессов и производств" и "Защита в чрезвычайных ситуациях".
Составители: доцент кафедры Е.А.Чикалова
Редактор Н.Е. Гладких
Темплан 2008 г. поз.240
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Подписано в печать 6.06.08. Формат 60х84/16.
Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд. л. 0,5. Тираж 100 экз. Заказ
───────────────────────────────────────────────
Редакционно-издательский центр
Ростовского государственного строительного университета
344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2008
Цель работы. Экспериментально изучить изменение температуры вспышки горючей жидкости при разбавлении ее водой.
1. Теоретическая часть
В результате теплового движения часть молекул горючего, имея избыточную энергию, преодолевает силы поверхностного натяжения, переходит в газовую зону. Чем выше температура жидкости, тем интенсивнее ее испарение и больше парциальное давление паров. При постоянной температуре жидкости устанавливается термодинамическое равновесие между жидкой и газовой фазами: количество испарившейся жидкости равно количеству конденсирующихся газов. В этом случае речь идет о насыщенных парах. Давленые насыщенных паров жидкости зависит от температуры и описывается уравнением Клайперона-Клаузиуса
рН.П. = р е -Q/RT , (1)
где рН.П. – давление насыщенного пара, Па; р – коэффициент, зависящий от природы жидкости, Па; Q – теплота испарения, кДж/моль; Т – температура жидкости, К.
Концентрация паров над поверхностью жидкости определяется из соотношения:
П. = ( рН.П. / р0 )100, (2)
где П. – концентрация паров, %; р0 – общее (атмосферное) давление, Па.
Таким образом, существует область температур, при которой над поверхностью жидкости образуются горючие концентрации ее паров в воздухе. К таким граничным температурам, отделяющим горючее состояние паровоздушной смеси от негорючего, относятся температура вспышки и температурные пределы воспламенения.
Температура вспышки является одним из важнейших показателей пожарной опасности веществ и материалов, который характеризует способность вещества воспламеняться от высокотемпературного источника зажигания небольшой мощности – пламя спички, электрическая искра и т.п. Под температурой вспышки понимают минимальную температуру горючего, при которой происходит воспламенение паровоздушной смеси от источника зажигания без перехода в устойчивое горение конденсированной фазы.
Температура вспышки является показателем, по которому жидкости классифицируются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). Если температура вспышки жидкости меньше или равна 61С в закрытом сосуде
( 66С в открытом сосуде), то жидкость относят к группе легковоспламеняющихся. Горючие жидкости имеют ТВС61С в закрытом сосуде (ТВС66С в открытом).
Кроме температуры вспышки к температурным показателям относится еще ряд параметров, характеризующих температурное состояние конденсированной и парогазовой фаз: нижний и верхний температурные пределы воспламенения (ТН и ТВ), температура воспламенения (ТВП), температура самовоспламенения (ТСВ), температура зажигания (ТЗ), температура горения (ТГ). Для подавляющего большинства веществ в порядке возрастания они могут быть расположены в виде ряда: ТН, ТВС, ТВП, ТВ, ТСВ, ТЗ, ТГ. Первые четыре показателя характеризуют состояние конденсированной (жидкой) фазы, последние три – состояние парогазовой смеси.
Для расчета температуры вспышки наиболее часто используется формула, предложенная В.И. Блиновым
ТВС = А / D n0 pн.п. , (3)
где ТВС – температура вспышки, К; D – коэффициент диффузии паров жидкости в воздухе, м2/с; n0 – количество молей кислорода, необходимое для окисления одно моля горючего; pн.п. – давление насыщенных паров жидкости при температуре вспышки, Па; А – постоянная прибора, (м2КГПа)/с.
При расчете температуры вспышки в закрытом сосуде значение А принимают равным 0,280 (м2КГПа)/с, в открытом – 0,453 (м2КГПа)/с.