Верхний концентрационный предел распространения пламени смеси горючих веществ с негорючими рассчитывается по формуле:
Таблица 15. Значения коэффициентов hj и hj в формуле (31)
Если среди горючих компонентов смеси отсутствуют молекулярный водород, оксид углерода и уксусная кислота, то значения коэффициента флегматизации Кф принимаются по табл. 16. В случае присутствия в смеси перечисленных компонентов Кф вычисляется по формуле (34) с использованием данных табл. 16:
где Кфк — коэффициент флегматизации к-го горючего компонента данным флегматизатором.
Изложенный метод применим для смесей, в число компонентов которых не входит избыточный по отношению к воздуху кислород.
Пример. Рассчитать Фв смеси, состоящей из 10,9% об. водорода, 10,9% об. метана и 78,2% об. азота.
Исходные данные. Нижний и верхний пределы распространения пламени водорода 4,1 и 72,0 % об., метана — 5,3 и 14,0% об. Стандартная теплота образования метана — 74,85 кДж/моль.
Таблица 16. Значения коэффициента Кф
|
| Кф при флегматизации | ||
|---|---|---|---|
| Флегматизатор | органических веществ | водорода | оксида углерода |
| Азот | 0,100 | 0,003 | 0,020 |
| Диоксид углерода | 0,190 | 0,018 | 0,096 |
| Водяной пар | 0,160 | — | — |
Решение. Находим горючей части смеси по формуле (32):
Определяем количество атомов каждого элемента, входящего в состав условной формулы, по соотношению (33):
mC = (1 • 10,9 + 0 • 10,9):21,8 = 0,5;
mH = (2 • 10,9 + 4 • 10,9):21,8 = 3,0.
Рассчитываем фф по формуле (31), используя коэффициенты из табл. 15:
Фф = 100 • [(-0,00865 • 37,420 + 1,256 + 2,528 • 0,5 + 0,759 • 3):(2,8- 1 + 5,946 • 0,5 + 1,486 • 3)] = 48% об.
Коэффициент флегматизации, вычисленный по формуле (34), равен
Кф = 21,8:(10,9:0,003 + 10,9:0,1) = 0,006.
Далее вычисляем условный предел распространения пламени для негорючего компонента по формуле (30):
Фв = 48:{[(1 — (10,9:72 + 10,9:14):(10,9:4,1 + + 10,9:5,3)] • (1 — 0,006)} = 60% об.
Вычисляем по формуле (29) Фв смеси:
Фв = 100:[(10,9:72 + 10,9:14) + 78,2:60] = 45% об.
Экспериментальное значение Фв данной смеси составляет 48% об.