Методы расчета температурных пределов распространения пламени

 

Ц.1 Расчет температурных пределов распространения пламени индивидуальных жидкостей

Ц.1.1 Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то значение нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени (t_п), °С, вычисляют по соответствующему значению концентрационного предела распространения пламени () по формуле

 

,

(Ц.1)

 

где А, В,  - константы уравнения Антуана;

 - атмосферное давление, кПа.

Значение  может быть определено экспериментально либо расчетным методом. Погрешность расчета по формуле (Ц.1) определяется погрешностью расчета .

Ц.1.2 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

 

,

(Ц.2)

 

где  - размерный коэффициент, равный минус 62,46 °С для нижнего и минус 41,43 °С для верхнего пределов;

 - безразмерный коэффициент, равный 0,655 для нижнего и 0,723 для верхнего пределов;

 - эмпирические коэффициенты, характеризующие вклад j-x структурных групп, приведены в таблице Ц.1.

 

Таблица Ц.1

 

Вид структурной группы	аj, °С		Вид структурной группы	аj, °С
	tн	tвсп		tн	tвсп
С - С	- 0,909	- 1,158	С - 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 = О	5,57	5,86

 

Среднее квадратическое отклонение расчета по формуле (Ц.2) составляет 9 °С.

Ц.1.3 Если неизвестна температура кипения исследуемого вещества при нормальном атмосферном давлении, то значение нижнего температурного предела распространения пламени (t_н) вычисляют по формуле

 

,

(Ц.3)

 

где  - экспериментальное значение температуры вспышки, °С;

С - константа, равная 2 °С, если для расчета используют значение t_всп в закрытом тигле, и равная 8 °С, если для расчета используют значение t_всп в открытом тигле.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (Ц.3) не превышает 12 °С.

Ц.2 Расчет температурных пределов распространения пламени для смесей жидкостей, представляющих собой растворы

Ц.2.1 Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры для каждого из компонентов смеси, то температурный предел распространения пламени для смеси (t_п.см), °С, вычисляют по формуле

 

,

(Ц.4)

 

где k - число компонентов смеси;

 - коэффициент активности i-го компонента;

 - мольные доли i-го компонента в жидкой фазе;

 

,

(Ц.5)

 

,  - константы уравнения Антуана для i-го компонента;

 - температурный предел распространения пламени i-го компонента, °С.

Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 10 °С для нижнего температурного предела и не превышает 20 °С для верхнего предела.

Ц.2.2 Если неизвестна зависимость давления насыщенного пара от температуры хотя бы для одного компонента смеси, то нижний температурный предел распространения пламени для смеси (t_н.см), °С, вычисляют по формуле

 

,

(Ц.6)

 

где  - мольная теплота испарения i-го компонента, кДж/моль;

 - нижний температурный предел распространения пламени i-го компонента, °С.

Значение /R может быть определено по интерполяционной формуле (Ц.7)

 

(Ц.7)

 

где  - температура кипения i-го компонента, °С.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (Ц.5) составляет 10 °С.

Ц.3 Расчет нижнего температурного предела распространения пламени для смесей горючих и негорючих жидкостей

Если смесь жидкостей представляет собой раствор, то, используя известную зависимость давления насыщенных паров от температуры для каждого негорючего компонента, можно рассчитать нижний температурный предел распространения пламени для смеси (Т_н.см) в градусах Кельвина по формуле

 

,

(Ц.8)

 

где ,  - мольные доли i-го горючего и j-го негорючего компонентов в жидкой фазе;

,  - мольная теплота испарения i-го горючего и j-го негорючего компонента, кДж/моль;

 - нижний температурный предел распространения пламени i-го горючего компонента, К;

 - условный нижний температурный предел распространения пламени j-го негорючего компонента, вычисляемый по формуле

 

,

(Ц.9)

 

где А, В,  - константы уравнения Антуана для данного негорючего компонента;

 - атмосферное давление, кПа;

у - параметр, характеризующий флегматизирующее или ингибирующее влияние негорючего компонента в паровой фазе.

Значения n для наиболее распространенных негорючих компонентов приведены в таблице Ц.2.

 

Таблица Ц.2

 

Наименование вещества	n
Вода	1,23
Тетрахлорметан	4,80
1,1,2-Трифтортрихлорэтан	5,60
1,2-Дибромтетрафторэтан	21,30

 

Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 10 °С.

ГАРАНТ:

Нумерация разделов приводится в соответствии с источником

 

Приложение Ш
(рекомендуемое)

 

                     Форма протокола

испытаний по определению температурных пределов распространения

            пламени по паровоздушным смесям

 

            (к разделу 27 настоящего стандарта)

 

____________________________________________________________________

       (Наименование организации, выполняющей испытания)

 

                   Протокол N _________

определения температурных пределов распространения пламени

                 по паровоздушным смесям

 

                  от "__" _______________ г.

 

1. Заказчик (изготовитель) _________________________________________

2. Условия в помещении (температура, °С; относительная влажность, %;

атмосферное давление, мм рт. ст.) _______________________________________

3. Испытательное и измерительное оборудование (заводской номер,

марка, свидетельство о поверке, диапазон измерения, класс точности, срок

действия ________________________________________________________________

4. Наименование методики испытаний _________________________________

5. Наименование, состав и физико-химические свойства исследуемой

жидкости ________________________________________________________________

Экспериментальные данные:

 

Номер образца для испытания	Температура, °С		Мощность источника зажигания, мДж	Результат испытания на воспламенение	Особенности испытания
	жидкой фазы	паровой фазы

 

Примечание _________________________________________________________

Вывод: _____________________________________________________________

Исполнители:

Фамилия оператора __________________________________________________

Наименование лаборатории ___________________________________________

 

Приложение Щ
(рекомендуемое)

 

                    Форма протокола

  испытаний по определению температуры вспышки жидкостей

 

        (к разделам 28, 29, 30 настоящего стандарта)

 

____________________________________________________________________

       (Наименование организации, выполняющей испытания)

 

                   Протокол N ________

       определения температуры вспышки жидкостей

 

                от "__" ______________ г.

 

1. Заказчик (изготовитель) _________________________________________

2. Условия в помещении (температура, °С; относительная влажность, %;

атмосферное давление, мм рт. ст.) _______________________________________

3. Испытательное и измерительное оборудование (заводской номер,

марка, свидетельство о поверке, диапазон измерения, класс точности, срок

действия ________________________________________________________________

4. Наименование методики испытаний _________________________________

5. Наименование, состав и физико-химические свойства исследуемой

жидкости ________________________________________________________________

Экспериментальные данные:

 

Номер образца для испытания	Скорость нагревания образца, °С/мин	Температура испытания, °С	Результат испытания на вспышку	Температура вспышки, °С	Особенности испытания

 

Примечание _________________________________________________________

Вывод: = + 0,27 (101,3 - p) = ____________

Исполнители:

Фамилия оператора __________________________________________________

Наименование лаборатории ___________________________________________

 

Приложение Э
(рекомендуемое)

 

(к разделу 29 настоящего стандарта)