Расчет показателей пожарной опасности

Веществ и материалов

3.1. Расчётные методы определения

Концентрационных пределов распространения пламени (КПР)

Расчет КПР индивидуальных химических соединений

При температуре близкой к стандартной концентрационные пределы распространения пламени рассчитывают по формуле:

, % об. (3.1.1)

где: j^о_н(в) – верхний/нижний концентрационные пределы распространения пламени;

b - число молекул кислорода, необходимое для полного окисления молекулы горючего (стехиометрический коэффициент реакции горения), которое определяется либо по уравнению реакции, либо по формуле (1.1.2);

a и b – постоянные величины, которые выбираются по справочным данным (приведены ниже).

	а	b
Для расчета jо(н)	8,64	4,679
Для расчета jо(в) при b £ 7,5 при b > 7,5	1,550 0,768	0,560 6,554

 

Концентрационные пределы распространения пламени при заданной температуре (отличной от стандартной Т_ст.у. = 298,15 К) рассчитываются по формулам:

(3.1.2)

 

(3.1.3)

где: j^о_н и j^о_в - концентрационные пределы распространения пламени, рассчитанные или определенные экспериментально при стандартной температуре Т_ст.у.;

j_нt и j_вt - концентрационные пределы распространения пламени при заданной температуре;

1550 К и 1110 К - температуры горения соответственно на нижнем и верхнем концентрационных пределах распространения пламени.

Чтобы рассчитать КПР в граммах на кубометр (j^/_н или j^/_в), можно воспользоваться переводной формулой:

, [г/м³] (3.1.4)

где: V_t – объем (м³/кмоль), занимаемый 1 кмоль газа при заданной температуре и давлении (при стандартных условиях V_t = 24.5 м³/кмоль);

М – масса (кг/кмоль) 1 кмоль газа или пара.

 

Расчет КПР для газовых смесей

Для вычисления нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени смеси нескольких паров или газов применима формула Ле-Шателье, выражающая правило смешения (3.1.5). В основу формулы положено предположение, что несколько газов, находящихся на НКПРП (ВКПРП), при смешении образуют смесь, также находящуюся на нижнем (верхнем) пределе воспламенения. Формула Ле-Шателье справедлива для подавляющего большинства смесей веществ, не вступающих в химическую реакцию.

 

(3.1.5)

где: j_i - концентрации горючих компонентов в смеси, % об.;

j_н(в),i - НКПР или ВКПР каждого компонента в смеси, % об.

При наличии в смеси негорючих компонентов (флегматизирующих добавок) расчет ведут по формулам:

(3.1.6)

(3.1.7)

где:j_н,ф и j_в,ф - НКПР и ВКПР, пересчитанные с учетом примеси негорючих газов, об. %;

j_н,см и j_в,см – НКПР и ВКПР, рассчитанные по формуле Ле-Шателье, % об.;

j_нг - концентрация негорючих газов в смеси.

 

Добавки флегматизаторов увеличивают НКПР и уменьшают ВКПР.