Концентрационные пределы воспламенения
Расчетные формулы для решения задач.
Нижний концентрационный предел воспламенения φн определяют по предельной теплоте сгорание. Установлено, что 1м3 газо-воздушной смеси на НКПВ выделяет при горении приблизительно постоянно количество тепла-1830кДж, называемое предельной теплотой горения. Следовательно,
φн = (3.1)
где Qпr-предельная теплота сгорания 1830кДж/м3;
Qн-низшая теплота сгорания горючего вещества, кДж/м3.
Нижний и верхний КПВ могут быть определены по аппроксимационной формуле:
φн (в)= (3.2.)
где –стехиометрический коэффициент при кислороде в уравнении химической реакции;
-эмпирические константы, значение которых приведены в табл.3.1.
Таблица 3.1.
Концентрационные пределы воспламенения | Значение коэффициентов | |
а | в | |
Нижний предел | 8,684 | 4,679 |
Верхний предел | ||
1,550 | 0,560 | |
0,765 | 6,554 |
Концентрационные пределы воспламенения паров жидких и твердых веществ могут быть рассчитаны, если известны температурные пределы:
φн (в)= ; (3.3.)
где давление насыщенного пара вещества при температуре, соответствующей нижнему пределу воспламенения, Па (табл.4 приложения);
Ро- давление окружающей среды, Па.
Для расчета концентрационных пределов воспламенения смесей горючих газов используют правило Ле-Шателье:
|
|
φ смн (в)=1/ ; (3.4)
где φ смн (в)-нижний (верхний) КПВ смеси газов, % об;
φ смн (в)-нижний (верхний) предел воспламененияi-го горючего газа .
-мольная доля i-го горючего газа в смеси.
Следует иметь при этом в виду, что =1,т.е. концентрация горючих компонентов газовой смеси принимается за 100%.
Если известны концентрационные пределы воспламенения при температуре Т1, то при температуре Т2они вычисляются по формуле:
φНТ2= нТ1 (3.5)
φВТ2= вТ1 (3.6.)
где φНТ2; нТ1- нижний концентр. предел воспламенения соответственно при температруреТ1 и Т2;
φВТ2= вТ1-верхний концентрационный предел воспламенения соответственно при температуре Т1 и Т2;
Тr -температура горения смеси. Приближенно при определении НКПВ Тr принимают 1550К, при определении НКПВ -1100К.
При разбавлении газо-воздушной смеси инертными газами ( N2,CO2, H2O) область воспламенения сужается: верхний предел уменьшается, а нижний – возрастает. Концентрация инертного газа(флегматизатора), при которой нижний и верхний пределы воспламенения смыкаются, называется минимальной флегматизирующей концентрацией φф. Содержание кислорода в такой системе называют минимальным взрывоопасным содержанием кислорода φО2 МВСК. Некоторое содержание кислорода ниже МВСК называют безопасным φО2без. Расчет указанных параметров проводят по формулам:
|
|
φф= h1f∆H0f+hф+ 1i∙mi (3.7)
h2ф-1+ 2i∙mi
φO2=100-φФ/4,844 (3.8)
φO2без=1,2 φO2-4,2 (3.9)
где ∆Н0f- стандартная теплота образования горючего, кДж/моль;
h1f; h1фh2ф-константы, зависящие от элемента в молекуле горючего и вида флегматизатора (Табл. 2 приложение);
mi-количество i-го элемента (структурной группы) в молекуле горючего.
Примеры решения задач
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 676; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!