Величина нижнего концентрационного предела распространения пламени аэровзвесей НКПР (г/м3) может быть вычислена по формуле
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (35) составляет 15%.
Пример. Рассчитать НКПР аэровзвесей подсолнечного шрота и полистирола.
Исходные данные. Теплота сгорания подсолнечного шрота равна -18,4 • 103 мДж/кг, полистирола -42 • 103 мДж/кг.
Решение. Подставляя данные по теплотам сгорания в формулу (35), получаем:
Экспериментальные значения пределов соответственно равны 40 и 20 г/м3.
Ориентировочное значение величины НКПР может быть найдено по соотношению:
НКПР = 0,5фн (36)
Расчет температурных пределов распространения пламени
Температурные пределы распространения пламени индивидуальных жидких веществ
Если известна зависимость давления насыщенных паров жидкости от температуры, то величина нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени tn (°С) может быть вычислена с использование соответствующего значения концентрационного предела распространения пламени Фп по формуле:
Пример. Рассчитать нижний температурный предел распространения пламени изопропилового спирта.
Исходные данные. Нижний концентрационный предел распространения пламени изопропилового спирта равен 2,23% об.; константы уравнения Антуана А = 7,5106, В = 1733,0, СА = 232,38.
Решение:
Экспериментальное значение нижнего температурного предела изопропилового спирта равно 11°С.
Для веществ, молекулы которых включают структурные группы, представленные в табл. 17, температурные пределы рассчитываются по формулам:
Таблица 17. Величины коэффициентов aj в формулах (38) и (39)
Значения коэффициентов аj приведены в табл. 17.
Среднее квадратическое отклонение расчетных данных по формулам (38) и (39) от экспериментальных составляет 8 град.
Более точные результаты расчета температурных пределов достигаются при использовании линейной взаимосвязи этих величин с температурой кипения, которая наблюдается в пределах отдельных классов химических соединений. Подобные зависимости иллюстрируются рис. 11 и 12.
Эта взаимосвязь выражается формулой:
Значения коэффициентов приведены в табл. 18.
Рис.11. Взаимосвязь температурных пределов распространения пламени спиртов норм- и изостроения с температурой кипения
Рис.12. Взаимосвязь температурных пределов распространения пламени алкилформиатов с температурой кипения
Таблица 18. Значения коэффициентов k и l в формуле (40)
| Класс соединений | Температурный предел | k | l |
|---|---|---|---|
| Алканы | нижний верхний | 0,69 0,79 | 74 51 |
| Спирты | нижний верхний | 0,61 0,69 | 38 15 |
| Алкиламины (первичные) | нижний | 0,50 | 55 |
| Алкилформиаты | нижний верхний | 0,62 0,79 | 57 38 |
| Алкилацетаты | нижний верхний | 0,67 0,84 | 61 43 |
| Алкилпропионаты | нижний верхний | 0,71 0,86 | 65 46 |
| Алкилбутираты | нижний верхний | 0,72 0,86 | 69 47 |
| Алкилхлориды | нижний верхний | 0,71 0,81 | 64 42 |
| Алкилбромиды | нижний верхний | 0,58 0,67 | 47 40 |
| Алкилиодиды | нижний | 0,81 | 78 |
Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (40) не превышает 6 град.