Изчисляване на температурата на запалване
Физически и химични основи на развитието
И гасете пожари
РЪКОВОДСТВО ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ
Съдържание
1. Обща информация за веществото. Определяне на показателите за пожарна опасност. 41
1.1 Изчисляване на точката на запалване. 41
1.2 Изчисляване на температурата на запалване. 43
1.3 Концентрационни граници на разпространение на пламъка. 47
1.4 Температурни граници на разпространение на пламъка. 50
1.5 Максимално налягане на експлозия. 65
2. Изчисляване на авария. 71
2.1 Скорост на изпарение при дадени условия. 72
2.2 Време за образуване на минималната експлозивна концентрация на пари в помещението. 75
2.3 Свръхналягане на експлозията на сместа газ-пара-въздух в избраната аварийна ситуация 78
Изводи от работата. 105
Избор на вариант за внедряване на РКО. 105
Препоръчителна библиография.. 106
ВЪВЕДЕНИЕ
В съответствие с учебната програма на Санкт Петербургския университет на Държавната противопожарна служба на Министерството на извънредните ситуации на България по дисциплината „Физико-химични основи за развитие и гасене на пожари“ се предвижда извършване на контролно-изчислителна работа. Работата се извършва с цел систематизиране, консолидиране и задълбочаване на знанията, получени в предишните етапи на обучение. Изпълнявайки го, студентът трябва да покаже умения за инженерни изчисления за оценка на опасността от пожар на веществата.
Това ръководство съдържа методически препоръки за изпълнение на работата, изисквания за нейното проектиране и представяне на материали за защита.
Ръководството е предназначено за студенти от задочно обучение по специалност 280104.65 - "Пожарна безопасност".
Обща информация
Според справочната литература основната информация за веществото е изписана:
Име на веществото, структурна формула, площприложения. Агрегатно състояние. Външен вид, цвят и мирис. Плътност. Относителна плътност на парите във въздуха (изчисление: ). Температура на топене. Температура на кипене. Коефициент на молекулярна дифузия на парите. Разтворимост във вода. Химични свойства. Въздействие върху човек.
Определяне на показатели за пожарна опасност
Точка на възпламеняване
Точка на възпламеняванее най-ниската температура на кондензирано вещество, при която при специални условия на изпитване над повърхността му се образуват пари и газове, способни да избухнат от източник на запалване; не се получава стабилно горене.
Точката на възпламеняване е основният параметър, характеризиращ опасността от пожар на течности.
Според точката на възпламеняване всички течности, способни да горят, се класифицират на запалими (запалими течности) с tfl до 61 ° C включително (в затворен тигел) и запалими (FL) с tfl над 61 ° C (в затворен тигел).
Точката на възпламеняване на течности (tfsp) в затворен тигел в ° C, имащи следните видове връзки (Таблица 1), се изчислява по формулата:
, о С (1)
a0 - размерен коефициент, равен на минус 73,14 ° С;
а1 -. безразмерен коефициент, равен на 0,659;
t температура на кипене на изследваната течност, °С;
aj - емпирични коефициенти, дадени в табл. 1 в зависимост от връзките в структурната формула на веществото;
lj е броят на връзките от типа j в молекулата на изследваната течност.
Средната квадратична грешка при изчислението по тази формула е 13°C.
| Тип комуникация | aj, °C | Тип комуникация | aj, °C |
| C-C | -2.03 | C-C1 | 15.11 |
| C C | -0,28 | C-Br | 19.40 часа |
| C=C | 1.72 | ЇSi | -4,84 |
| S-N | 1.105 | Si-H | 11.00 часа |
| C-O | 2.47 | Si-Cl | 10.07 |
| C=O | 11.66 | N-H | 5.83 |
| C—N | 14.15 | О-Х | 23.90 |
| CSºN | 12.13 | S-H | 5.64 |
| C-S | 2.09 | P-O | 3.27 |
| C=S | -11.91 | P=O | 9,64 |
| C-F | 3.33 |
Пример 1.
Условие: Изчислете точката на възпламеняване на 2-метилпропанол-1 (изобутилов алкохол).
Структурната формула на 2-метилпропанол-1 е следната:
| N N N ½ ½ ½ N ¾ M ¾ M ¾ M ¾ O ¾ N ½ ½ ½ N N– M–N N ½ N | Данни за изчисление: tкип = 107,8 0 C Брой връзки: C - C 3 C - H 9 C - O 1 O - H 1 |
Използвайки данните в таблица 1,
tfsp \u003d -73,14 + 0,659 × 107,8 + 3 × (-2,03) + 9 × 1,105 + 2,47 + 23,90 = 28,1 0 C.
Според референтни данни точката на възпламеняване на 2-метилпропанол-1 е 28 0 С.
Пример 2
Условие: Изчислете точката на възпламеняване на пара-ксилен
Структурната формула на 1,4-диметилбензен е следната:
| H ½ H-C-H ½ C // \ H-C C-H ç çç H-C C-H \\ / C ½ H-C-H ½ H | Данни за изчисление: tbp = 138,3 0 C Изчисление: използване на данните в таблица 3 tfl = -67,83 + 0,665×138,3 = 24,1 0 C |
За класовете вещества, изброени в таблица 2, пламната точка в °C се изчислява по формулата:
a, b —емпирични коефициенти, дадени в табл. 2 заедно със средните квадратични грешки при изчисление.
| Класвещества | Коефициенти | ||
| а, В | b | d, C | |
| Алкани Алкохоли | -73,22 -41,69 | 0,693 0,652 | 1.5 1.4 |
| Алкиланилини | -21.94 | 0,533 | 2.0 |
| карбоксилни киселини | -43,57 | 0,708 | 2.2 |
| Алкилфеноли | -38,42 | 0,623 | 1.4 |
| ароматни въглеводороди | -67,83 | 0,665 | 3.0 |
| Алдехиди | -74,76 | 0,813 | 1.5 |
| Бромалкани | -49,56 | 0,665 | 2.2 |
| Кетони | -52,69 | 0,643 | 1.9 |
| Хлороалкани | -55,70 | 0,631 | 1.7 |
Изчисляване на температурата на запалване
Температурата на възпламеняванее най-ниската температура на вещество, при която при специални условия на изпитване веществото отделя запалими газове и пари с такава скорост, че при излагане на източник на запалване се наблюдава запалване на течността.
Температурата на запалване на течността се изчислява по същата формула като точката на възпламеняване, но със собствени коефициенти:
, о С, където (3)
tкип - точка на кипене на течността, °С;
aj е коефициентът на j-тата химична връзка, дадени в табл. 3;
lj - брой химични връзки от тип j в молекула течност
| Тип комуникация | aj, °C | Тип комуникация | aj, °C |
| C-C | 0,027 | C=O | -0,826 |
| C C C=C | - 2.069 - 8.980 | C—N O—H | -5,876 8,216 |
| S-N | — 2,118 | N—H | -0,261 |
| C-O | — 0,111 |
Средноквадратична грешка при изчислениее 5°C.
Пример:
Условие: Изчислете температурата на запалване на хептен-3.
| H H H H H H H ½ ½ ½ ½ ½ ½ ½ H ¾ C ¾ C ¾C == C ¾ C¾ C ¾ C ¾ H ½ ½ ½ ½ ½ N N N H N | Данни за изчисление: tкип = 96 0 C Брой връзки: C - C 5 C - H 14 C = C 1 |
Използвайки данните в таблица 7,
tflap \u003d -47,78 + 0,882 × 96 + 5 × 0,027 - 8,980 - 14 × 2,118 = 1,6 0 C.
Според референтни данни, температурата напламванена хептен-3 е -3 0 С.
Температурата на запалване на алифатните алкохоли и естери се изчислява по формулата
(4)
K —емпиричен коефициент, равен на 6·10 -4 за алкохоли и 7·10 -4 за естери.
Средната квадратична грешка на изчислението е 2°C за алкохоли и 4°C за естери.
Пример
Условие: Изчислете температурата на запалване на изопропилформиат (изопропил мравчена киселина).
| H H H ½ ½ ½ H ¾ C ¾ C ¾ C ¾ H ½ ½ ½ H O H ½ C == O ½ H | Данни за изчисление: tкип = 68,2 0 C |
tflap = = 2,4 0 C
Според референтните данни температурата на запалване на изопропилформиата е -2 0 С.