Исследование пожароопасных свойств метилового спирта (стр. 4 из 9)

Температура воспламенения жидкости рассчитывается по той же формуле что и температура вспышки, но со своими коэффициентами:

, ^оС,

где:

а₀ = - 47,78 °С;

а₁ = 0,882;

t_кип - температура кипения жидкости, °С;

а_j- коэффициент j-той химической связи, приведены в табл. 9.5

l_j - число химических связей вида j в молекуле жидкоcти

t_восп = -47,78 + 0,882·64.9 + ( – 2,118·3-0,111+8,216) = 11.2⁰ С.

Ответ: температура воспламенения метилового спирта равна 11.2^ОС

ГОСТ 12.1.044-89 приложение 3

3.3 Температура самовоспламенения.

Температура самовоспламенения - наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества.

Самовоспламенение - резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, сопровождающееся пламенным горением и/или взрывом.

Значение температуры самовоспламенения следует применять при определении группы взрывоопасной смеси по ГОСТ 12.1.011 для выбора типа взрывозащищенного электрооборудования, при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ. 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010, а также необходимо включать в стандарты или технические условия на вещества и материалы.

Расчетные формулы:

где C_i-длина i-той углеродной цепи в молекуле,

- число цепей.

где S - число концевых групп в молекуле( -СН₃, -С₆Н₅ и т.д.)

Для спиртов алифатического ряда концевой считается и гидроксильная группа -ОН. Из общего числа цепей последовательно выбирают цепи с одинаковым числом углеродных атомов, причем для ароматических соединений атомы углерода ароматического ядра в расчет не включаются. Для спиртов расчетная длина цепи, содержащая гидроксильную группу, увеличивается на единицу по сравнению с фактической углеродной цепью. Для ароматических соединений длина цепи, содержащая арильный радикал, уменьшается на единицу по сравнению фактической длиной.

L_ср = 4, по таблице определяем температуру самовоспламенения – 695 К или – 422⁰ С.

Однако этот расчет можно применить к определенному классу веществ, поэтому температуру самовоспламенения в основном определяют по справочным данным. t_смв = 440 ⁰ С.

Ответ: температура самовоспламенения по данным справочника Баратова Т_смв=440 ^ОС

(Справочник Баратова)

3.4. Концентрационные пределы распространения пламени.

Нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени - минимальное (максимальное) содержание горючего вещества в однородной смеси с окислительной средой, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания.

Значения концентрационных пределов распространения пламени необходимо включать в стандарты или технические условия на газы, легковоспламеняющиеся индивидуальные жидкости и азеотропные смеси жидкостей, на твердые вещества, способные образовывать взрывоопасные пылевоздушные смеси (для пылей определяют только нижний концентрационный предел). Значения концентрационных пределов следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при расчете взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей внутри технологического оборудования и трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем, а также при расчете предельно допустимых взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.010, при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004.

φ_н =

= = 5,64 %.

φ_в =

= = 34,5 %.

Для расчета массовой концентрации:

С_н =

= = 0,08 кг/м³.

С_в =

= = 0,5кг/м³.

Ответ: область распространение пламени для метилового спирта: 5,64-34.5% (об.), 0,08-0,5 кг/м³ (масс.).

(ГОСТ 12.1.044-89 приложение 4)

3.5. Температурные пределы распространения пламени.

Температурные пределы распространения пламени - такие температуры вещества, при которых его насыщенный пар образует в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (нижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам распространения пламени.

Значения температурных пределов распространения пламени следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010; при расчете пожаровзрывобезопасных температурных режимов работы технологического оборудования; при оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей, для расчета концентрационных пределов распространения пламени, а также необходимо включать в стандарты или технические условия на горючие жидкости.

Температурные пределы Т_ни Т_в связаны с КПР пламени зависимостью:

где j_пр - нижний или верхний КПР, %;

Р₀ - атмосферное давление, кПа;

А, В, С_а - константы уравнения Антуана для давления насыщенных паров,(Справочник Баратова).

А=7,3522

В=1660,454.

С=245,818.

Тогда:

= 6,06 ⁰С.

=39.89⁰ С.

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

t_п = а₀ + а₁t_кип +

где а₀ — размерный коэффициент, равный минус 62,46°С для нижнего и минус 41,43°С для верхнего пределов;

а₁ — безразмерный коэффициент, равный 0,655 для нижнего и 0,723 для верхнего пределов;

a_j— эмпирические коэффициенты, характеризующие вклад j-х структурных групп.

НТПР = -62,46 + 0,655·107,8 + ( – 0,009·3+0,11+19,75) = 25,2⁰ С.

ВТПР = -41,43 + 0,723·107,8 + ( 0,570·3+1,267+17,8) = 56,1⁰ С.

Ответ: температурные пределы распространения пламени для метилового спирта равны t_н=0,3^ОС и t_в=26,3 ^ОС.

(ГОСТ12.1.044 приложение 6)

3.6. Нормальная скорость распространения пламени паровоздушной смеси (максимальная нормальная скорость горения).

Нормальная скорость распространения пламени - скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.

Значение нормальной скорости распространения пламени следует применять в расчетах скорости нарастания давления взрыва газо- и паровоздушных смесей в закрытом, негерметичном оборудовании и помещениях, критического (гасящего) диаметра при разработке и создании огнепреградителей, площади легкосбрасываемых конструкций, предохранительных мембран и других разгерметизирующих устройств; при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010.

Максимальная нормальная скорость горения – максимальная линейная скорость распространения фронта пламени в газовых смесях, определяемая в специальных условиях.

Максимальная нормальная скорость распространения пламени в настоящей работе определяется по справочной литературе и расчетом.

Максимальная скорость горения S_u для органических веществ, состоящих из атомов С, Н, N, O, S и структурных групп, представленных в таблице, вычисляется по формуле:

где

- число структурных групп j-го вида в молекуле; - коэффициент, соответствующий j-й структурной группе; n_C – число атомов углерода в молекуле; - показатель степени, равный двум; S_u0 – значение нормальной скорости горения

Для органических веществ, состоящих из атомов С, Н, N, O, и для веществ, состоящих из структурных групп, не учтенных в таблице максимальная нормальная скорость горения вычисляется по формуле: