Сборник примеров и задач к лабораторному практикуму по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности», страница 49

Оценить степень взрывопожарной или пожарной опасности веществ можно по значениям вышеперечисленных показателей (t_всп, t_восп, t_св, j_н, j_в, j_н^t, j_в^t), которые определяют экспериментально на стандартизированных установках по специальным методикам и приводят в справочниках [23]. Ориентировочно их можно рассчитать на основании физико-химических свойств вещества по формулам, приведенным ниже.

5.2. Расчет температуры вспышки

          5.2.1. Температуру вспышки индивидуальных веществ в закрытом тигле можно рассчитать по формуле:                      

 _n

t_всп = а_о + а₁×Т_кип + S a_j×l_j ,                                                                  (5.2)

                                                    ^j=2

где а_о – коэффициент, равный -73,14^оС;

а₁ – коэффициент, равный +0,659;   

a_j – эмпирический коэффициент для различных структурных групп, входящих в молекулу горючего вещества (см.табл.5.2);

Т_кип – температура кипения исследуемого вещества, ^оС [23];

l_j – число структурных групп вида j в молекуле;

n – общее число различных структурных групп в молекуле.

Таблица 5.2

Значения эмпирических коэффициентов для расчета t_всп по формуле 5.2

Вид структурной группы	aj, оС	Вид структурной группы	aj, оС
С¾С	-2,03	C=О	11,66
С¾Н	1,105	N-Н	5,83
С¾О	2,47	О-Н	23,9
С=С	1,72	С….С (аром.)	-0,28
С¾N	14,15	С-Br	19,40
С-Cl	15,11	C-F	3,33
С º N	12,13

Средняя квадратичная погрешность расчета этим методом составляет 10^оС.

5.2.2. Для органических соединений, молекулы которых состоят из атомов С, H, O, N, а также для галогенорганических и элементорганических веществ, содержащих атомы S, Si, P, Cl, температура вспышки может быть рассчитана по формуле:

                    t_всп = С_о + С₁Т_кип + С₂DН^о_сг ,                                                             (5.3)

где С_о,С_1,С₂ – эмпирические константы, величины которых для соединений разных классов приведены в табл.5.3;

DН^о_сг – мольная теплота сгорания вещества, кДж/моль.

Таблица 5.3

Эмпирические константы для расчета t_всп по формуле 5.3

Классы соединений	Со	С1	С2
Соединения, состоящие из атомов С,Н,О,N	- 45,5	0,83	-0,0082
Соединения, состоящие из атомов С,Н,О,N, Cl	-39,6	0,86	-0,0114
Соединения, содержащие атомы F, Br	-57,4	0?79	-0,0147
Элементорганические соединения, содержащие атомы S, Si, P, Cl	-45,5	0,83	-0,0082

5.2.3. Если известна зависимость давления насыщенных паров вещества от температуры, то температуру вспышки рассчитывают по формуле:

                     t_всп = (А_Б / Р_всп×D_o×b) - 273,                                                                (5.4)

где А_Б – константа, принимаемая в общем случае равной 280 кПа×см²×с^-1;

Р_всп – парциальное давление пара исследуемого вещества при температуре вспышки, кПа [9,23];

D_o – коэффициент диффузии пара исследуемого вещества в воздухе, см²×с^-1[23];

 b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения рассчитывается по формуле:

          b = m_c + m_s + 0,25 (m_H – m_x)  + 0,5 m_o + 2,5 m_p,                                        (5.5)

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.

          При использовании данного метода расчета температуру вспышки определяют путем последовательных приближений. Задаваясь произвольным значением t_всп, добиваются равенства величины Р_всп (t_всп + 273)  с величиной А_Б/D_ob.

          Средние квадратичные погрешности расчета температуры вспышки по формуле 5.4 для веществ различных классов составляют 10-13 ^оС.