Сборник лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», страница 40

1. Расчет концентрационных пределов распространения пламени аппроксимационным методом [25] проводят по формуле:

j  = 100 / (аb + в),                                                                                         (5.6)

где  j - нижний или верхний концентрационный предел распространения пламени, об.%;

b - стехиометрический коэффициент кислорода, равный числу молей кислорода, приходящихся на 1 моль горючего вещества при его полном сгорании;

а,в – универсальные константы :

для нижнего предела   а = 8,684;   в = 4,679;

для верхнего предела  при b Ј 7,5   а = 1,559;  в = 0,560

                                      при b > 7,5   а = 0,768;  в = 6,554.

Величину b определяют по уравнению реакции или по формуле:

          b = m_c + m_s + 0,25 (m_H – m_x)  - 0,5 m_o + 2,5 m_p ,                                        (5.7)

где m_c, m_s, m_H, m_x, m_o, m_p – число атомов соответственно углерода, серы, водорода, галогена, кислорода и фосфора в молекуле горючего вещества.

Погрешность расчета по аппроксимационному методу составляет: при вычислении  нижнего предела 12 %, при вычислении верхнего предела 12 % при b Ј 7,5 и 40 % при b > 7,5.

          При проведении процесса с горючим веществом при параметрах окружающей среды, отличных от стандартных условий (t = 25^оС, Р = 760 мм рт.ст.), нижний (верхний) пределы рассчитывают по формулам:

                     j_н^t = j_н²⁵ [1 – (t – 25) /1250],                                                             (5.8)

                     j_в^t = j_в²⁵ [1 + (t – 25) /800].                                                               (5.9)

          Повышение давления (Р) по отношению к атмосферному  сказывается в основном на величине верхнего концентрационного предела, который рассчитывается по формуле:

                                                                           _{3 _                                                             3_}

                     j_в^Р = (100 j_в^атм  Ц Р ) / (100 - j_в^атм + j_в^атм  Ц Р),                              (5.10)

где j_в^Р  и j_в^атм – верхние концентрационные пределы при давлении Р и нормальном атмосферном, соответственно, атм.

          2. Расчет концентрационных пределов распространения пламени  методом, принятым ГОСТом 12.1.044-89 [21].

2.1. Расчет нижнего предела распространения пламени индивидуальных веществ в объемных процентах при температуре 25^оС:

                     j_н = 1100/Sh_sm_s ,                                                                              (5.11)

где h_s – коэффициент s группы, влияющей на нижний предел распространения пламени, значения которых приведены в табл. 5.8;

m_s – число s-х структурных групп в молекуле вещества.

Таблица 5.8

Коэффициенты для расчета j_н по уравнению (5.11)

Вид структурной группы	hs	Вид структурной группы	hs
С-Н	49,2	СºС	341,5
С-С	41,2	С-N	25,0
С=С	122,1	N-H	20,9
С-О	10,9	C-Cl	7,8
С=О	34,3	N-N	152,2
О-Н	5,7	Бензольное кольцо	485,4

2.2. Расчет верхнего предела распространения пламени индивидуальных веществ в объемных процентах при температуре 25^оС:

          j_в = 100[1-К{1-(1/4,84b +1)}]            при b £ 8;                                      (5.12)

          j_в = 100/(0,768×b + 6,554)                  при b > 8,                                       (5.13)

где b - стехиометрический коэффициент кислорода [см. формулу (5.7)],

К – коэффициент, рассчитываемый по уравнению:

                                                 _q

          К = 0,937 + 0,002m_C + S [(a_j/m_С) – (0,05n_kck_cв)/(m_С – 0,6 k_cв)],               (5.14)

                                                ^j=1

где q – число различных структурных групп в молекуле вещества;

a_j – коэффициент структурной группы (см. табл.5.9);