Поскольку Р < 8, то величину рассчитываем по формуле (4.24). По структурной формуле находим: mC-H = 6; mC-C = 2; mC = O = 1. C учетом данных табл. 4.12 и 4.13 имеем:

Ф, = 10(1,39 • 6 -0,84 • 2 + 0,24 • 1 +1,31 • 1 -1,47 • 1) = 15,7% об.

Экспериментальное значение верхнего предела кротонового альдегида равно 15,3% об.

Нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени смесей горючих веществ

Данный метод распространяется на смеси веществ, не вступающих между собой в химическую реакцию при нормальной температуре. Метод неприменим для водородосодер-жащих смесей, включающих более 75% об. водорода.

Нижний или верхний пределы фп рассчитываются по формуле:

Фп =Jlф J (фпк), (4.27)

k =1 / к =1

где фпк - концентрационный предел распространения пламени к-го горючего компонента смеси, % об.; фк - концентрация к-го компонента в смеси, % об.; п - число горючих компонентов смеси.

Если экспериментальные значения фн и каких-либо компонентов смеси неизвестны, то можно воспользоваться расчетными величинами.

Относительное среднее квадратическое отклонение величин концентрационных пределов, рассчитанных по формуле (4.27), от экспериментальных не превышает 30%.

Пример. Рассчитать нижний концентрационный предел распространения пламени смеси, содержащей 50% об. этанола и 50% об. изопропанола.

Исходные данные. Нижний предел этанола равен 3,6% об., изопропанола - 2,2% об.

Решение:

ф нсм =--,-;-= 2,7%об.

53,6 + 52,2

Экспериментальноезначениенижнегопределасмесиуказанногосоставаравно3,0%об.

Нижний концентрационный предел распространения пламени смесей горючих веществ с негорючими

Расчет производится по формуле:

фн =100/(1+ v,o,d), (4.28)

где еозд - количество молей воздуха, приходящееся на 1 моль исходной смеси. Величина УдОд рассчитывается по формуле:

к=1 j=

к=1 ф 100

V,О.д =-к=1 j , (4.29)

где фнк - нижний предел распространения пламени к-го горючего компонента смеси, % об.; фj - концентрацияj-го негорючего компонента, % об.; Cj - коэффициентj-го него-

ТАБЛИЦА 4.14. Значения компонентов Cj

рючего компонента; m - число негорючих компонентов смеси; n - число горючих компонентов смеси.

Значения коэффициентов в формуле (4.29) для негорючих компонентов смеси приведены в табл. 4.14.

Формула (4.28) применима для смесей органических веществ, молекулы которых состоят из атомов C, H, OиNи которые не вступают между собой в химическое взаимодействие при нормальной температуре. Она может быть использована и для смесей, содержащих не более 75% об. водорода.

Относительная погрешность расчета по формуле (4.28) не превышает 30%.

Пример. Рассчитать фн для смеси, содержащей 6,3% об. водорода, 5,25% оксида углерода, 6,0% об. метана, 72,45% об. азота, 10,0% об. диоксида углерода.

Исходные данные. Величины Фн для водорода, оксида углерода и метана равны соответственно 4,1; 12,5 и 5,3% об.

Решение. На первом этапе по формуле (4.29) рассчитываем

возд

v.ic = (6,3:4,1 + 5,25:12,5 + 6,0:5,3) - [(6,3 + 5,25 + 6,0) + + (72,45 0,988 + 10 1,5901:100 =2,046.

Затем по формуле (4.28) вычисляем :

Фн = 100:(1 + 2,046) = 32,8% об.

Экспериментальное значение предела составляет 34,0% об.

Верхний концентрационный предел распространения пламени смеси горючих веществ с негорючими

Верхний концентрационный предел распространения пламени смеси горючих веществ с негорючими рассчитывается по формуле:

2ф k+2фj

221+22

k=1 ф ck j=1 фС/

(4.30)

где ick - верхний предел распространения пламени для k-го горючего компонента; фс-

условный верхний предел распространения пламени для j-го негорючего компонента. Величинафс для каждого негорючего компонента вычисляется по соотношению:

k =1 ф ck

k =1 ф нk

(4.31)

(1 - Кф)

где фф - минимальная флегматизирующая концентрация негорючего компонента; Кф -коэффициент флегматизации.

Минимальная флегматизирующая концентрация каждого инертного компонента вычисляется по формуле:

фф =100

i> AH + h ф +t hjmj

(4.32)

h "ф-1 +Z h j

где hf - коэффициент при теплоте образования газа, моль/кДж; AH - теплота образования, кДж/моль; h ф, hфф - свободные члены; h j, h "j - коэффициенты атомов и структурных групп (их значения приведены в табл. 4.15); mj - число атомов j-го вида в молекуле горючего.

ТАБЛИЦА 4.15. Значения коэффициентов hj и hjj в формуле (4.32)

Величины AHf (кДж/моль) и mj рассчитываются по формулам:

ah;; =

к=1 ) к=1

(4.33)

(4.34)

где AH°fk - стандартная теплота образования к-го горючего компонента в газообразном состоянии, кДж/моль; - число атомов j-го вида в к-ом горючем компоненте.

Если среди горючих компонентов смеси отсутствуют молекулярный водород, оксид углерода и уксусная кислота, то значения коэффициента флегматизации Кф принимаются