ТАБЛИЦА 4.23. Сравнение экспериментальных и рассчитанных по формуле (4.61) величин

(dP/dT)max

4.11. Расчет физико-химических величин, применяемых при оценке пожаровзрывоопасности веществ

Стехиометрическая концентрация горючего вещества в воздухе

Для горючих веществ, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода, кислорода, азота, серы, кремния, фосфора, фтора, хлора, брома и иода, стехиометрическая концентрация фсш определяется по формуле:

4,84Р +1

Р = mC + ms + + 2,5mp + 0,25(mH - mx) - 0,5mO

(4.62)

(4.63)

В формуле (4.63) mC, ms, mSj, mP, mH, mO - число атомов соответственно углерода, серы, кремния, фосфора, водорода и кислорода в молекуле горючего; mx - суммарное число атомов галоидов (фтора, хлора, брома и иода) в молекуле горючего.

Пример. Рассчитать стехиометрическую концентрацию этиленгликоля в воздухе.

ИсхОдные данные. Формула этиленгликоля имеет вид C2H6O2. Поэтому mC =2; mH =6; mO =2.

Решение. По формуле (4.63) имеем:

Р= 2 + 0,25 6-0,5 2 = 2,5;

4,84 2,5 +1

= 7,63%об.

Максимальная степень расширения продуктов горения

Максимальная степень расширения продуктов горения при взрыве горючей смеси АVmax вычисляется по формуле:

АVmax = 0,85:

(4.64)

где Pmax - максимальное давление взрыва, кПа; Рн - начальное давление горючей смеси, кПа.

Максимальная нормальная скорость горения газо- и паровоздушных смесей

Максимальная нормальная скорость горения для органических веществ, молекулы которых состоят из атомов C, H, N, O, S и структурных групп, представленных в табл. 4.24, рассчитывается по формуле:

Su = 0,4 + 2 mjhJm C,

(4.65)

где mj - число структурных групп в молекуле вещества j-го вида; hj - коэффициент j-ой структурной группы, принимаемый по данным табл. 4.24; mc - число атомов углерода в молекуле.

ТАБЛИЦА 4.24. Значения коэффициента hj в формуле (64)

Относительная средняя квадратическая ошибка расчета по формуле (4.65) составляет 10%.

5. Физико-химические константы, применяемые при оценке пожаровзрывоопасности веществ

оказатели пожаровзрывоопасности веществ связаны с их физико-химическими константами: температурой кипения, теплотой испарения, теплотами образования и сгорания. Существенное влияние на опасность веществ оказывает зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Существует достаточно обширная справочная литература, в которой перечисленные константы приведены. Ьднако опыт показывает, что необходимые сведения по свойствам веществ обычно не удается найти. Вместе с тем, существуют достаточно простые и надежные расчетные методы, позволяющие быстро получить необходимые данные. В связи с этим в справочник включена глава, посвященная изложению методов расчета физико-химических констант.

5.1. Температура кипения

Наиболее простой формулой для расчета температуры кипения при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа) является соотношение Ьгата - Цухида:

Т"ип = aR + b,

(5.1)

где R - величина, определяемая типом органического радикала и принимаемая по табл. 5.1; a и b - константы, зависящие от вида функциональной группы, входящей в состав молекулы. Численные значения постоянных a и b для различных функциональных групп приведены в табл. 5.2.

ТАБЛИЦА 5.1. Значения величины R в формуле (5.1)