Примеры. Пример 1. Определить ТПР пламени метилового спирта, если температура его кипения равна 65оС

Пример 1. Определить ТПР пламени метилового спирта, если температура его кипения равна 65^оС.

Решение.

Расчет проводим по формуле (3.1.1), значение констант определяем по табл. 8 приложения для нормальных жирных спиртов

t_H=0,5746·65-33,7=3,6°С=276,6 К;

t_В=0,6028·65-15,0=30^оС=303 К.

Определим относительную ошибку расчета. По табл. 16 приложения находим, что ТПР пламени метилового спирта составляют 280 - 320К:

Следовательно, результаты расчета занижены менее чем на 3%.

Пример 2. Определить температурные пределы распространения пламени ацетона, если его концентрационные пределы в воздухе равны 2,2 - 13,0%. Атмосферное давление – нормальное.

Решение.

По формуле (3.1.2) определим давление насыщенного пара ацетона, соответствующее нижнему и верхнему температурным пределам распространения пламени,

Па; Па

мм.р.ст.; мм.р.ст.

Из уравнения Антуана следует

Из табл. 12 приложения находим значение констант А, В и С для ацетона

А=7,25058; В=1281,721; С=237,088.

lgP_Н=1,2235; lgP_В=1,9994.

^оС=248 К;

^оС=281 К.

Для решения этой же задачи можно воспользоваться данными табл.7 приложения. Из табл.17 следует, что НТПР пламени находим между температурами 241,9-252,2^оС, а ВТПР пламени - между 271,0 и 280,7 К.

Линейной интерполяцией определим ТПР пламени:

3.2. Расчет температуры вспышки и воспламенения

Температура вспышки - минимальная температура жидкости, при которой в условиях, специальных испытаний, происходит воспламенение паров жидкости при кратковременном воздействии высоко энергетического источника без последующего перехода горения в стационарный диффузионный режим.

Температура воспламенения - минимальная температура жидкости, при которой в условиях, специальных испытаний, происходит воспламенение паров жидкости при кратковременном воздействии высоко энергетического источника с последующим переходом горения в стационарный диффузионный режим.

Наиболее распространенным и достаточно точным является Ра - счет температур вспышки и воспламенения по формуле В.И. Блинова

(3.2.1)

где -температура вспышки (воспламенения)

Р_НП- давление насыщенного пара при температуре вспышки (воспламенения); Д - коэффициент диффузии поров горючего в воздухе;

n - стехиометрический коэффициент при кислороде - количество молей кислорода, необходимое для полного окисления (до CO₂, Н₂О, SO_2:) одного моля горючего вещества;

А - константа метода определения (табл. 3.2.1).

Таблица 3.2.1

Температура, К	Значение параметра А,
Вспышки в закрытом тигле	28,0
Вспышки в открытом тигле	45,3
Воспламенения	53,3

Коэффициенты диффузии некоторых газов и паров в воздухе при нормальных условиях (Д₀) приведены в табл. 7 приложения. При их отсутствии последние определяют по формуле

(3.2.2)

где - коэффициент диффузии, м³/с;

μ_i - количество i-го элемента в молекуле горючего вещества;

ΔМ_i - атомные (элементные) составляющие (табл. 3.2.2).

При температуре, отличающейся от нормальной, коэффициент диффузии Д может быть рассчитан по соотношению

(3.2.3)

где n - показатель значение которого приведено в табл. 7 приложения

Таблица 3.2.2

* значение ΔМ зависит от числа атомов углерода и их положения в молекуле горючего:

1) ΔМ=25 для атомов углерода, входящих в ароматический цикл;

2) ΔМ=25+ЗС - для атомов углерода в открытой цепи, если их количество меньше или равно восьми (С, 8);

3) ΔМ=50 - для атомов углерода в открытой цепи при С>8;

4) ΔМ=25+2С - для атомов углерода, входящих в неароматический цикл при С<8;

5) ΔМ=42 - для атомов углерода, входящих в неароматический цикл при С>8.

Простым, но менее четным является расчет температур вспышки в закрытом тигле по формуле Элея

(3.2.4)

где t_ВС - температура вспышки, ^оС;

t_КИП - температура кипения, ^оС;

k – коэффициент, определяющий по формуле:

k=4m_C+m_H+4m_S+m_N-2m_O-2m_Cl-3m_F-5m_Br (3.2.5)

где m_C, m_H, m_S, m_N, m_O, m_Cl, m_F, m_Br – количество элементов углерода, водорода, серы, азота, кислорода, хлора, фтора, брома в молекуле горючего вещества.

Температура вспышки в закрытом тигле может быть определена по нижнему температурному пределу воспламенения

(3.2.6)

эта формула применима, если 0<t_ВС<160^oC.