280 260 240 220 200 180 160 140

I Коническая колба 250 мл (ГОСТ 13920-68, гост 12.1.044-84)

!♦ Метод МакНИИ □ Метод определения не известен

450 Н

350 Н

250 4

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Число углеродных атомов

РИС. 4.6. Зависимость температуры самовоспламенения простых эфиров от числа углеродных атомов в молекуле

Температура самовоспламения н-алканов, °С

РИС. 4.7. Взаимосвязь температур самовоспламенения алканов и спиртов

Уравнения для вычисления tc методом сравнительного расчета приведены в табл. 4.7. ТАБЛИЦА 4.7. Расчет температуры самовоспламенения сравнительным методом

Пример. Рассчитать температуру самовоспламенения изоамилового эфира изомасля-ной кислоты по соотношениям табл. 4.7.

Структурная формула соединения имеет вид:

СH3 - CH - C - O - CH2 - CH2 - CH - CH3.

CH3 O

Наибольшую длину цепи имеет радикал:

- CH2 - CH2 - CH - CH3.

- CH3

В связи с этим аналогом является 2-метилбутан:

CH3 - CH2 - CH - CH3,

- CH3

температура самовоспламенения которого равна 430 °С.

Температура самовоспламенения изоамилового эфира изомасляной кислоты:

t, = 0,8439 • 430 + 46,4 = 409 °C.

Экспериментальное значение температуры самовоспламенения равно 390 °С.

4.4. Расчет концентрационных пределов распространения пламени жидкостей и газов

Нижний концентрационный предел распространения пламени индивидуальных веществ

Нижний концентрационный предел распространения пламени фн веществ, молекулы которых состоят из атомов C, H, O, N, S, Si, P, F и Cl, может быть вычислен по формуле:

1+кобр Ан:бр

2

(4.21)

где Нобр-коэффициентпри теплоте образования газа, моль/кДж; АНообр -стандартная теплота образования вещества в газообразном состоянии при 25°С, кДж/моль; kj - коэффициент j-го элемента; mj - число атомов j-го элемента в молекуле. Значения коэффициентов kj приведены в табл. 4.8.

ТАБЛИЦА 4.8. Значение коэффициентов kj формулы (4.21)

Относительная средняя квадратичная погрешность расчета по формуле (4.21) составляет 8%.

Пример. Рассчитать величину нижнего концентрационного предела распространения пламени хлорпропилтриэтоксисилана.

Исходные данные. Химическая формула хлорпропилтриэтоксисилана имеет вид C9H21O3ClSi. Стандартная теплота образования АНо,бр =-1212,51 кДж/моль.

Решение. С учетом приведенной формулы хлорпропилтриэтоксисилана имеем wC = 9; wH = 21; wO = 3; wCl =1; wSi = 1. Принимая значения коэффициентов hC, hH, hO, hCl и ASi по табл. 4.9, получаем

Ф н = 10(1 + 0,0399(-1212,51) + 3,929 9 + 4,476 21 - 0,522 3 -1,767 1 + + 34,352 1) = 0,88%об.

Экспериментальное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени хлорпропилтриэтоксисилана равно 0,7% об.

Точность расчета по формуле (4.21) повышается при использовании коэффициентов hОgр и hj для отдельных классов химических соединений. Значения этих коэффициентов приведены в табл. 4.9.

ТАБЛИЦА 4.9. Значения коэффициентов hoбр и hj для различных классов химических соединений

Погрешность расчета фн по формуле (4.21) с использованием коэффициентов табл. 4.9 составляет 5%.

Пример.Рассчитатьвеличинунижнегоконцентрационногопределараспространения пламени этилового эфира уксусной кислоты (этилацетата) по формуле (4.21).

Исходные данные. Химическая формула этилацетата имеет вид C4H8O2. Стандартная теплота образования АНООдр = - 442,9 кДж/моль.

Решение. С учетом приведенной формулы этилацетата имеем mC = 4; wH = 8; mO = 2. Принимая значения коэффициентов hogр, hC, hH и hO по табл. 4.9, получаем

Фн = 10(1 + 0,0510(-442,9) + 5,161• 4 + 5,8308 -0,5222) = 2,2% об.

Экспериментальное значение нижнего концентрационного предела распространения пламени этилацетата равно 20% об.

Величину Фн можно вычислить по формуле:

1100

EhSms

(4.22)

в которой hS - коэффициенты связей элементов, входящих в состав молекулы; mS-чество связей. Значения коэффициентов связей приведены в табл. 4.10.

коли-