П.9.2 Методы расчета концентрационных пределов распространения пламени в воздухе
П.9.2.1 Расчет НКПР индивидуальных соединений
П.9.2.1.1 Органические соединения, состоящие из атомов углерода (С), водорода (Н), кислорода ( ), азота ( ), НКПР определяем по формуле
, (П.9.1)
где - величина НКПР, % об.;
, , , - число атомов , , , в молекуле горючего;
, , , , - коэффициенты, значения которых составляют =8,737, =2,488, =-0,522, =-0,494, =0,0236 кДж/моль;
- стандартная теплота образования горючего вещества, кДж/моль, определяемая по справочным данным или вычисляемая по методам, описанным в литературе.
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (П.9.1) составляет 6%.
При отсутствии данных о величине значение НКПР может быть вычислено по формуле
, (П.9.2)
где - коэффициенты, значения которых приведены в таблице П.9.1;
- число структурных групп в молекуле горючего.
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (П.9.2) не превышает 10%.
П.9.2.1.2 Элементорганические соединения
НКПР определяем по формуле
, (П.9.3)
где - коэффициент, отвечающий -му атому, входящему в молекулу горючего (см. таблицу П.9.2);
- число -х атомов в молекуле горючего.
Таблица П.9.1 - Значения коэффициента в формуле (П.9.2)
Вид связи | |
49,2 | |
41,2 | |
122,1 | |
10,9 | |
34,3 | |
5,7 | |
341,5 | |
25,0 | |
20,9 | |
80,9 |
Таблица П.9.2 - Значения коэффициента в формуле (П.9.3)
Значение | |
10,1 | |
1,5 | |
-2,2 | |
0,8 | |
-1,0 | |
10,9 | |
1,3 |
|
|
П.9.2.2 Расчет ВКПР индивидуальных соединений, состоящих из атомов , , , , хлора ( )
ВКПР определяем по формуле
, (П.9.4)
где - величина ВКПР, % об.;
- число -х молекулярных связей в молекуле горючего (например, , , и т.д.)
- коэффициент, отвечающий -й связи (см. таблицу П.9.3);
- коэффициент, учитывающий те или иные особенности строения молекулы горючего (см. таблицу П.9.4).
Таблица П.9.3 - Значения коэффициента в формуле (П.9.4)
Вид связи | Значение |
1,39 | |
-0,84 | |
0,24 | |
-1,40 | |
1,31 | |
0,71 | |
-1,77 | |
0,69 | |
0,89 | |
1,25 | |
2,07 | |
1,93 |
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (П.9.4) составляет 11%.
Таблица П.9.4 - Значения коэффициента в формуле (П.9.4)
Структурная группа | Значение |
-1,47 | |
-1,11 | |
Неароматический цикл | 9/ |
П.9.2.3 Метод расчета НКПР и ВКПР смесей горючих газов и паров НКПР и ВКПР , % об., рассчитываем по формуле
, (П.9.5)
где - КПР -го горючего компонента, % об.;
- концентрация -го горючего компонента в смеси, % об.;
- число горючих компонентов в смеси.
|
|
Если какие-либо из величин неизвестны, их рассчитываем по методам, изложенным в П.9.2.1, П.9.2.2. Относительная средняя квадратическая погрешность расчета не превышает 30%.
П.9.2.4 Метод расчета концентраций горючего и флегматизатора в точке флегматизации
Метод применим для горючих газов и паров органических соединений, состоящих из атомов , , , .
Концентрации горючего , % об., и флегматизатора , % об., в точке флегматизации рассчитываем по формулам
, (П.9.6)
, (П.9.7)
где , - числа молей воздуха и флегматизатора на 1 моль горючего соответственно, рассчитываемые по формулам:
, (П.9.8)
, (П.9.9)
где - содержание в окислительной среде, равное для воздуха 20,6% об.;
- стехиометрический коэффициент в реакции сгорания до и , вычисляемый по формуле
, (П.9.10)
- коэффициент избытка горючего по отношению к смеси, являющейся стехиометрической относительно сгорания до и , принимаемый равным 0,9;
=2,998, =3,440, =-0,522, =-0,494, =0,0314 кДж/моль;
- параметр, характеризующий эффективность флегматизации, значения которого для различных флегматизаторов приведены в таблице П.9.5.
Таблица П.9.5 - Значения параметра для различных флегматизаторов
Флегматизатор | Величина |
Азот | 1,0 |
Диоксид углерода | 1,6 |
Водяной пар | 1,2 |
Трифтортрихлорэтан | 5,6 |
1,2-дибромтетрафторэтан | 21,3 |
Шестихлористая сера | 3,9 |
Дифторхлорметан | 3,3 |
Дифтордихлорметан | 4,5 |
Перфторпропан | 6,1 |
Тетрафторметан | 2,4 |
Трифторбромметан | 16,2 |
Фтортрихлорметан | 4,0 |
Тетрахлорметан | 4,8 |
Тетрафтордихлорэтан | 6,0 |
Пентафторхлорэтан | 6,0 |
Перфторбутан | 4,3 |
Пентафториодэтан | 5,6 |
Трифторметан | 1,6 |
Гептафторпропан | 3,0 |
Перфторциклобутан | 2,7 |
Пентафторэтан | 2,5 |
Трифториодметан | 15,5 |
|
|
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета величин , превышает 15%.
П.9.2.5 Метод расчета концентраций горючего и флегматизатора в смеси, предельной по горючести
Метод применим для горючих газов и паров органических соединений, состоящих из атомов , , , .
Концентрации горючего , % об., и флегматизатора , % об., в смеси, предельной по горючести, рассчитываем по формулам (П.9.6)-(П.9.9), принимая коэффициенты: равно 3,530, равно 4,038, равно минус 0,522, равно минус 0,494, равно 0,0363 кДж/моль (для химически инертных и термически стойких разбавителей типа , , ); равно 2,741, равно 3,166, равно минус 0,522, равно минус 0,494, равно 0,0291 кДж/моль (для галоидсодержащих флегматизаторов), а величину равной 0,73 для химически инертных разбавителей (азот, диоксид углерода, водяной пар и т.п.) и 0,94 для галоидсодержащих соединений.
|
|
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета величин и не превышает 25%.
П.9.2.6 Аналитическая аппроксимация кривых флегматизации
Концентрацию горючего на нижней ветви кривой флегматизации от точки 1 до точки 4 (см. рисунок П.9.1) в зависимости от концентрации флегматизатора рассчитываем по формуле
. (П.9.11)
Концентрацию горючего на нижней ветви кривой флегматизации от точки 4 до точки 3 (см. рисунок П.9.1) в зависимости от концентрации флегматизатора рассчитываем по формуле
. (П.9.12)
Концентрацию горючего на верхней ветви кривой флегматизации от точки 2 до точки 3 (см. рисунок П.9.1) в зависимости от концентрации флегматизатора рассчитываем по формуле
. (П.9.13)
Относительная средняя квадратическая погрешность аналитической аппроксимации кривой флегматизации, как правило, не превышает 25%.
В случае, если при расчетах окажется, что величина превышает , то концентрацию горючего на нижней ветви вычисляем по формуле (П.9.11).
П.9.2.7 Особенности расчетов в случаях, когда горючее и/или флегматизатор состоит из нескольких компонентов
П.9.2.7.1 В случае, если горючее состоит из нескольких компонентов, величины и вычисляем по формуле (П.9.5).
Значения , , , вычисляем по методам, описанным в П.9.1.4, П.9.1.5, учитывая эффективные значения числа атомов различных элементов и мольной теплоты образования составного горючего:
, (П.9.14)
, (П.9.15)
, (П.9.16)
, (П.9.17)
, (П.9.18)
где - концентрация -го горючего компонента в смеси;
- число горючих компонентов;
, , , и - число атомов , , , и мольная теплота образования для -го компонента.
П.9.2.7.2 В случае, если флегматизатор состоит из нескольких компонентов, величину вычисляем по формуле
, (П.9.19)
где - концентрация -го флегматизатора в смеси;
- параметр для -го флегматизатора;
- число флегматизаторов.
При расчете концентраций горючего и флегматизатора в смеси, предельной по горючести, величину вычисляем по формуле
, (П.9.20)
где , - концентрации химически инертных флегматизаторов и галоидуглеводородов;
, - число химически инертных флегматизаторов и галоидуглеводородов ( ).
При расчете концентраций горючего и флегматизатора в смеси, предельной по горючести, величины , , вычисляем по формулам
, (П.9.21)
, (П.9.22)
, кДж/моль, (П.9.23)
а величины и принимаем равными -0,522 и -0,494 соответственно.
При расчетах , , , используем методы, описанные в П.9.2.4, П.9.2.5.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 495; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!