3. Методы расчета пределов распространения пламени для смесей горючих веществ с негорючими при выпуске их в воздух для начальной температуры 25°С
Данные методы расчета применяются в том случае, если компоненты смеси не вступают между собой в химическую реакцию при начальной температуре, негорючими компонентами смеси являются диоксид углерода, азот и водяной пар. В число горючих компонентов смеси может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого не должна превышать 75%. В число компонентов смеси не входит кислород.
3.1. Нижний концентрационный предел распространения пламени для смеси (
) в % об. вычисляют по формуле
, (48)
где
- число молей воздуха, приходящееся на 1 моль исходной смеси, определяют по формуле
, (49)
где
- нижний предел распространения пламени k-го горючего компонента, % об.;
- концентрация j-го негорючего компонента, % об.;
- коэффициент j-го негорючего компонента;
m - число негорючих компонентов смеси.
Значения коэффициента
приведены в табл. 25.
Таблица 25
-------------------------------------------------------------------------
Негорючий компонент смеси | С_j
-------------------------------------+-----------------------------------
Азот | 0,988
|
Водяной пар | 1,247
|
Диоксид углерода | 1,590
|
3.2. Верхний предел распространения пламени для смеси (
) в % об. вычисляют по формуле
, (50)
где
- верхний предел распространения пламени для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;
- верхний условный предел распространения пламени j-го негорючего компонента, вычисляемый для каждого негорючего компонента по формуле
, (51)
где
- минимальная флегматизирующая концентрация негорючего компонента, % об.;
- коэффициент флегматизации.
Минимальную флегматизирующую концентрацию (
) каждого негорючего компонента в % об. вычисляют по формуле
, (52)
где
- коэффициент теплоты образования смеси горючих компонентов в газообразном состоянии,
;
,
- свободные члены;
,
- коэффициенты атомов и структурных групп горючих компонентов (их значения приведены в табл. 26);
- число атомов j-го вида в смеси горючих компонентов.
Таблица 26
-------------------------------------------------------------------------
Коэффициенты | Значение коэффициента при разбавлении смеси
h'_j, h''_j |
|-------------------------------------------------------
| азотом | водяным паром | диоксидом водорода
-----------------+---------------+---------------+-----------------------
h'_f |0,865 х 10(-2) |0,802 х 10(-2) | 0,736 х 10(-2)
| | |
h'_ф | 1,256 | 0,780 | 0,584
| | |
h'_С | 2,528 | 1,651 | 1,292
| | |
h'_H | 0,759 | 0,527 | 0,427
| | |
h'_O | 0,197 | 0,416 | 0,570
| | |
h'_N | - 0,151 | - 0,147 | - 0,133
_ | | |
h'_C=C | 1,500 | 1,500 | 1,500
| | |
h''_ф | 2,800 | 2,236 | 2,020
| | |
h''_С | 5,946 | 5,000 | 4,642
| | |
h''_Н | 1,486 | 1,250 | 1,160
| | |
h''_О | - 2,973 | - 2,500 | - 2,321
| | |
h''_N | 0 | 0 | 0
| | |
h''_C=C | 0 | 0 | 0
| | |
Для смеси горючих компонентов величины
в
и
вычисляют по формулам
, (53)
, (54)
где
- стандартная теплота образования k-го горючего компонента в газообразном состоянии,
;
- число j-х атомов в молекуле k-го горючего компонента.
Если среди горючих компонентов смеси отсутствуют молекулярный водород, монооксид углерода и уксусная кислота, то значение коэффициента флегматизации
берут из табл. 27. В противном случае
вычисляют по формуле (55) с использованием данных табл. 27
, (55)
где
- коэффициент флегматизации k-го горючего компонента данным флегматизатором.
Таблица 27
Флегматизатор |
К_ф при флегматизации |
органических веществ |
молекулярного водорода |
монооксида углерода |
Азот Диоксид углерода Водяной пар |
0,100 0,190 0,160 |
0,003 0,018 0,003 |
0,020 0,096 - |