9. Расчет концентрационных пределов распространения пламени

Нижний концентрационный предел воспламенения определяют по предельной теплоте сгорания, кДж/м³. Установлено, что 1 м³ различных газовоздушных смесей на нижнем концентрационном пределе воспламенения выделяет при горении постоянное среднее количество тепла  1830 кДж, называемое предельной теплотой горения. Следовательно,

.

(21)

Нижний и верхний концентрационный предел распространения пламени, в %, могут быть определены по следующей аппроксимационной формуле

,		(22)
где	n  cтехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении химической реакции;
	a и b  эмпирические константы, значения которых приведены в табл. 2.

Таблица 1

Концентрационные пределы воспламенения	Значения коэффициентов
	a	b
Нижний	8,684	4,679
Верхний
при n  7,5	1,550	0,560
при n  7,5	0,768	6,554

Для расчета концентрационных пределов воспламенения смесей горючих газов используют правило Ле-Шателье:

,		(23)
где	ri – процентное содержание по объему газов в смеси, %;
	l(НВ)i – низший (высший) предел воспламенения компонента смеси, %.

Однако уравнение (23) позволяет рассчитать концентрационные пределы воспламенения смесей горючих газов без учета балластных примесей, что создает достаточную долю погрешности. При разбавлении газовоздушной смеси инертными газами (N₂, СО₂, Н₂О и т.п.) область воспламенения cужается: верхний предел снижается, а нижний  возрастает. Для учета балластных примесей пользуются следующим выражением:

,		(24)
где	rБ – процентное содержание балластных газов, %;
	LГ(НВ) – низший (высший) предел воспламенения горючей смеси, %.

При расчете значения L^Г_(НВ) по формуле (23) требуется, чтобы процентное содержание по объему компонентов горючей смеси было предварительно пересчитано по следующему уравнению:

.

(25)

10. Скорость распространения пламени

Можно приближенно определить величину скорости распространения пламени для смеси сложного газа с воздухом:

,		(26)
где	Wi - максимальная скорость распространения пламени каждого компонента смеси, м/сек;
	li - содержание компонента в смеси с воздухом, дающие максимальную скорость распространения пламени, %;
	L - содержание сложного газа в смеси, дающей максимальную скорость распространения пламени, %.

Действительную скорость распространения пламени, м/сек, с учетом содержания в газе балластных примесей можно приближенно определить по следующей формуле:

W = W(1 - 0,01N2 - 0,012СО2).

(27)