Формула (40) применима для гомологических рядов н-спиртов и сложных эфиров нормального строения.
Среднеквадратическая погрешность расчета составляет 2 С.
3. Методы расчета температуры вспышки индивидуальных жидкостей в открытом тигле
3.1. Температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле (33), используя величины эмпирических коэффициентов из табл. 19.
Таблица 19
Вид связи |
aj, С |
Вид связи |
aj, С |
С—С |
3,63 |
Si—H |
—4,58 |
С С |
6,48 |
—SiCl3 |
50,49 |
С=С |
—4,18 |
О—Н |
44,29 |
С—Н |
0,35 |
S—H |
10,75 |
С—О |
4,62 |
Р—О |
22,23 |
С=О |
25,36 |
Р=О |
—9,86 |
C—N |
7,03 |
N—H |
18,15 |
C—S |
14,86 |
|
|
Коэффициенты а0 и a1 при расчете температуры вспышки в открытом тигле равны соответственно минус 73 С и 0,409.
Среднеквадратическая погрешность расчета составляет 10 С.
3.2. Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле (35), где АБ = 427 кПа·см2·с-1·К.
Среднеквадратическая погрешность расчета составляет 13 °С.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
(рекомендуемое)
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ
1. Температуру воспламенения (tвосп) индивидуальных жидкостей в °С вычисляют по формуле (33), где a0 — размерный коэффициент, равный минус 47,78 °С; a1— безразмерный коэффициент, равный 0,882; aj— эмпирические коэффициенты, приведенные в табл. 20.
Таблица 20
Вид связи |
aj, С |
Вид связи |
aj, С |
С—С |
0,027 |
С=О |
—0,826 |
С С |
—2,069 |
C—N |
—5,876 |
С=С |
—8,980 |
O—Н |
8,216 |
С—Н |
—2,118 |
N—Н |
—0,261 |
С—О |
—0,111 |
|
|
Среднеквадратическая погрешность расчета составляет 5 °С.
2. Если известна зависимость давления насыщенных паров от температуры, то температуру воспламенения индивидуальных жидкостей, состоящих из атомов С, Н, О, N, вычисляют по формуле
, (41)
где АБ— константа, равная 453 кПа·см2·см-1·К (для фосфорорганических веществ AБ = 1333 кПа·см2·см-1·К);
рвосп — парциальное давление пара исследуемой жидкости при температуре воспламенения, кПа;
— стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения, вычисляемый по формуле (36).
Среднеквадратическая погрешность расчета составляет 6 С.
3. Температуру воспламенения алифатических спиртов и сложных эфиров вычисляют по формуле
, (42)
где К — эмпирический коэффициент, равный 6·10-4 для спиртов и 7·10-4 для сложных эфиров.
Среднеквадратическая погрешность расчета составляет 2 С для спиртов и 4 °С — для сложных эфиров.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
(обязательное)
МЕТОДЫ РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ПО ГАЗО- И ПАРОВОЗДУШНЫМ СМЕСЯМ
Методы расчета применимы для индивидуальных органических веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, Cl (не более одного атома хлора в молекуле) и их смесей. В случаях, оговоренных в пп. 2 и 3, в состав смесей могут входить водород, диоксид углерода, азот, водяной пар. Относительная среднеквадратическая погрешность расчетных значений концентрационных пределов распространения пламени не превышает 20 %.
1. Методы расчета концентрационных пределов распространения пламени индивидуальных веществ для начальной температуры 25 С
1.1. Нижний предел (н) в % об. вычисляют по формулам
(43)
или
(44)
где hf |
— эмпирический параметр теплоты образования вещества, моль·кДж-1; |
— стандартная теплота образования вещества в газообразном состоянии при 25 С, кДж·моль-1; |
|
hj, hr, hs |
— коэффициенты, характеризующие вклад j-х атомов (С, Н, О, N, Cl), r и s-x структурных групп, влияющих на нижний предел; |
mj, mr, ms |
— число атомов j-го элемента, r и s-x структурных групп в молекуле вещества; |
l, р, q |
— число химических элементов и типов структурных групп в молекуле вещества. |
Значения коэффициентов hf , hj, hr приведены в табл. 21.
Таблица 21
hj |
hr |
hf, |
|||||
hC |
hH |
hO |
hN |
hCl |
hCC |
h O / C—C |
моль·кДж-1 |
9,134 |
2,612 |
-0,522 |
-0,494 |
-3,57 |
7,88 |
6,50 |
0,0246 |
Значения коэффициентов hs приведены в табл. 22.
Таблица 22
Вид структурной группы |
hs |
Вид структурной группы |
hs |
С—С |
3,75 |
C—Cl |
0,71 |
С=С |
11,10 |
О—Н |
0,52 |
С—Н |
4,47 |
N—H |
1,90 |
С—О |
0,90 |
N—N |
13,84 |
С=О |
3,12 |
CC |
31,05 |
С—N (трехвалентный) |
2,27 |
44,13 |
1.2. Верхний предел распространения пламени (в) в % об. вычисляют в зависимости от величины стехиометрического коэффициента кислорода () по формулам:
при 8 (45)
при > 8 (46)
где hj, qs |
— коэффициенты, учитывающие химическое строение вещества; |
т j |
— число связей j-го элемента; |
mC, mH, mCl, mO |
— число атомов соответственно углерода, водорода, хлора и кислорода в молекуле вещества. |
Значения коэффициентов hj и qs приведены в табл. 23 и 24.
Таблица 23
Вид структурной группы |
hj |
Вид структурной группы |
hj |
С—С |
—0,84 |
С=О |
1,31 |
С С |
0,89 |
C—N |
—1,17 |
С=С |
0,24 |
CN |
2,07 |
СС |
1,93 |
C—Cl |
0,71 |
С—Н |
1,39 |
N—H |
0,69 |
С—О |
—1,40 |
O—H |
1,25 |
Таблица 24
Вид структурной группы |
qs |
—1,47 |
|
цикл неароматический |
9/mc |
1,11 |
2. Метод расчета концентрационных пределов распространения пламени для смесей горючих веществ при начальной температуре 25 С
Метод предназначен для веществ, не вступающих между собой в химическую реакцию при начальной температуре. В число компонентов смеси может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого не должна превышать 75 % от суммы горючих компонентов смеси. Негорючими компонентами смеси являются диоксид углерода, азот и водяной пар. В число компонентов смеси не входит кислород.
Нижний н (верхний в) предел распространения пламени для смеси горючих веществ в % об. вычисляют по формуле
, (47)
где k — концентрация k-го горючего компонента смеси, % об.;
— нижний или верхний предел для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;
п — число горючих компонентов смеси.
Если предел ( ) какого-либо компонента смеси неизвестен, его вычисляют, как указано в п. 1.
3. Методы расчета пределов распространения пламени для смесей горючих веществ с негорючими при выпуске их в воздух для начальной температуры 25 С
Данные методы расчета применяются в том случае, если компоненты смеси не вступают между собой в химическую реакцию при начальной температуре, негорючими компонентами смеси являются диоксид углерода, азот и водяной пар. В число горючих компонентов смеси может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого не должна превышать 75 %. В число компонентов смеси не входит кислород.
3.1. Нижний концентрационный предел распространения пламени для смеси (н) в % об. вычисляют по формуле
н = 100/(1 + в), (48)
где в — число молей воздуха, приходящееся на 1 моль исходной смеси, определяют по формуле
, (49)
где |
— нижний предел распространения пламени k-го горючего компонента, % об.; |
j |
— концентрация j-го негорючего компонента, % об.; |
Сj |
— коэффициент j-го негорючего компонента; |
т |
— число негорючих компонентов смеси. |
Значения коэффициента Сj приведены в табл. 25.
Таблица 25
Негорючий компонент смеси |
Сj |
Азот |
0,988 |
Водяной пар |
1,247 |
Диоксид углерода |
1,590 |
3.2. Верхний предел распространения пламени для смеси (в) в % об. вычисляют по формуле
(50)
где — верхний предел распространения пламени для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;
— верхний условный предел распространения пламени j-го негорючего компонента, вычисляемый для каждого негорючего компонента по формуле
, (51)
где ф — минимальная флегматизирующая концентрация негорючего компонента, % об.;
Кф— коэффициент флегматизации.
Минимальную флегматизирующую концентрацию (ф) каждого негорючего компонента в % об. вычисляют по формуле
, (52)
где — коэффициент теплоты образования смеси горючих компонентов в газообразном состоянии, моль·кДж-1;
— свободные члены;
— коэффициенты атомов и структурных групп горючих компонентов (их значения приведены в табл. 26);
mj— число атомов j-го вида в смеси горючих компонентов.
Таблица 26
Коэффициенты |
Значение коэффициента при разбавлении смеси |
||
hj, hj |
азотом |
водяным паром |
диоксидом водорода |
hf |
0,865·10-2 |
0,802·10-2 |
0,736·10-2 |
hф |
1,256 |
0,780 |
0,584 |
hС |
2,528 |
1,651 |
1,292 |
hH |
0,759 |
0,527 |
0,427 |
hO |
0,197 |
0,446 |
0,570 |
hN |
—0,151 |
—0,147 |
—0,133 |
hCC |
1,500 |
1,500 |
1,500 |
hф |
2,800 |
2,236 |
2,020 |
h''С |
5,946 |
5,000 |
4,642 |
h''H |
1,486 |
1,250 |
1,160 |
h''О |
—2,973 |
—2,500 |
—2,321 |
h''N |
0 |
0 |
0 |
h''CC |
0 |
0 |
0 |
Для смеси горючих компонентов величины Hf в кДж·моль-1 и тj вычисляют по формулам