Система стандартов безопасности труда пожаровзрывоопасность веществ и материалов номенклатура показателей и методы их определения



Скачать 10.24 Mb.
страница37/56
Дата16.06.2020
Размер10.24 Mb.
Название файлаРД 78.145-93-Системы и комплексы охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации Правила произ.DOC
1   ...   33   34   35   36   37   38   39   40   ...   56

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
(рекомендуемое)

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ ЖИДКОСТЕЙ


1. Методы расчета температуры вспышки индивидуальных жидкостей в закрытом тигле.

1.1 Температуру вспышки жидкостей (tвсп) в °С, имеющих нижеперечисленные виды связей (табл. 17), вычисляют по формуле



, (33)

где a0 - размерный коэффициент, равный минус 73,14 °С;



a1 - безразмерный коэффициент, равный 0,659;

tкип - температура кипения исследуемой жидкости, °С;

aj - эмпирические коэффициенты, приведенные в табл. 17;

lj - количество связей вида j в молекуле исследуемой жидкости.

Средняя квадратическая погрешность расчета (d) по формуле (33) составляет 13 °С.



Таблица 17

Вид связи

aj, °С

Вид связи

aj, °С

С - С

-2.03

C - Cl

15,11

CC

-0,28

C - Br

19,40

С = С

1,72

C - Si

-4,84

С - H

1,105

Si - H

11,00

C - O

2,47

Si - Cl

10,07

C = O

11,60

N - H

5,83

C - N

14,15

O - H

23,90

CN

12,13

S - H

5,64

C - S

2,09

P - O

3,27

C = S

-11,91

P = O

9,64

C - F

3,33




1.2. Для нижеперечисленных классов веществ температуру вспышки в °С вычисляют по формуле

tвсп = a + btкип, (31)

где a, b - эмпирические коэффициенты, приведенные в табл. 18 вместе со средними квадратическими погрешностями расчета d.



Таблица 18

Класс вещества

Коэффициенты

d, °С




a, °С

b




Алканы

-73,22

0,693

1,5

Спирты

-41,69

0,652

1,4

Алкиланилины

-21,94

0,533

2,0

Карбоновые кислоты

-43,57

0,708

2,2

Алкилфенолы

-38,42

0,623

1,4

Ароматические углеводороды

-67,83

0,665

3,0

Альдегиды

-74,76

0,813

1,5

Бромалканы

-49,56

0,665

2,2

Кетоны

-52,69

0,643

1,9

Хлоралканы

-55,70

0,631

1,7

1.3. Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в °С вычисляют по формуле

, (35)

где АБ - константа, равная 280 кПаЧсм2Чс-1ЧК;



pвсп - парциальное давление пара исследуемой жидкости при температуре вспышки, кПа;

D0 - коэффициент диффузии пара в воздухе, см2Чс-1;

b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения, определяемый пo формуле

b = mС + mS + 0,25(mH - mX) - 0,5mO + 2,5mp, (36)

где mС, mS, mH, mX, mO, mp - число атомов соответственно углерода, серы, водорода, галоида, кислорода и фосфора в молекуле жидкости.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (35) составляет 13 °С.

2. Методы расчета температуры вспышки смесей горючих жидкостей в закрытом тигле.



2.1. Температуру вспышки смесей горючих жидкостей (tвсп) в °С вычисляют по формуле

, (37)

где xi - мольная доля i-го компонента в жидкой фазе;



DHисп i - мольная теплота испарения i-го компонента, кДжЧмоль-1;

tвсп i - температура вспышки i-го компонента, °С;

R - универсальная газовая постоянная.

Значение DHисп i/R может быть вычислено по иитерполяционной формуле



DHисп i/R = -2918,6 + 19,6(tкип i + 273), (38)

где tкип i - температура кипения i-го компонента, °С.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (37) составляет 9 °С.

2.2. Если для компонентов смеси известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки смеси вычисляют по формуле



, (39)

где ,

,

,

- константы уравнения Антуана для i-го компонента.

Средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (39) составляет 11 °С.



2.3 Температуру вспышки бинарных смесей жидкостей, принадлежащих одному гомологическому ряду, вычисляют по формуле

, (40)

где t’всп - температура вспышки легкокипящего компонента, °С;



D - гомологическая разность по температуре вспышки в рассматриваемом ряду, °С;

х - массовая доля высококипящего компонента в жидкой фазе;

m - разность между числом углеродных атомов компонентов смеси;

х - коэффициент, учитывающий нелинейный характер зависимости tвсп от х. При ; при x < 0,5 x = 0.

Формула (40) применима для гомологических рядов n-спиртов и сложных эфиров нормального строения.

Средняя квадратическая пoгpeшнocть 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.

Taблица 19



Вид связи

aj, °С

Вид связи

aj, °С

С - С

3,63

Si - H

-4,58

CC

6,482

- SiCl3

50,49

С = С

-4,18

O - H

44,29

С - H

0,35

S - H

10,75

C - O

4,62

P - O

22,23

C = O

25,36

P = O

-9,86

C - N

-7,03

N - H

18,15

C - S

14,86




Коэффициенты a0 и a1 при расчете температуры вспышки в открытом тигле равны соответственно минус 73 °С и 0,409.

Средняя квадратическая погрешность расчета составляст 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 кПаЧсм2Чс-1ЧK.

Средняя квадратическая 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; аj - эмпирические коэффициенты, приведенные в табл. 20.

Таблица 20



Вид связи

aj, °С

Вид связи

aj, °С

С - С

0,027

C = O

-0,826

CC

-2,069

C - N

-5,876

С = С

-8,980

O - H

8,216

С - H

-2,118

N - H

-0,261

C - O

-0,111




Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 5 °С.

2 Если известна зависимость даления насыщенных паров от температуры, то температуру воспламенения индивидуальных жидкостей, состоящих из атомов C, H, О, N, вычисляют по формуле



, (41)

где АБ - константа, равная 453 кПа·см2·см-1·К (для фосфорорганических веществ АБ = 1333 кПа·см2·см-1·К);



pвосп - парциальное давление пара исследуемой жидкости при температуре воспламенения, кПа;

b - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения, вычисляемый по формуле (36).

Средняя квадратическая 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.

Средняя квадратическая погрешность расчета составляет 2 °С для спиртов и 4 °С - для сложных эфиров.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
(обязательное)

МЕТОДЫ РАСЧЕТЫ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ПО ГАЗО- И ПАРОВОЗДУШНЫМ СМЕСЯМ


Методы расчета применимы для индивидуальных органических веществ, состоящих из атомов С, H, О, N, Сl (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 средняя квадратическая погрешность расчетных значений концентрационных пределов распространения пламени не превышает 20 %.

Методы расчета концентрационных пределов распространения пламени индивидуальных веществ для начальной температуры 25 °С.



1.1. Нижний предел (jн) 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, H, О, N, Сl), r и s-х структурных групп, влияющих на нижний предел;

mj, mr, ms - число атомов j-го элемента, r и s-х структурных групп в молекуле вещества;

l, p, q - число химических элементов и типов структурных групп в молекуле вещества.

Значения коэффициентов hj, hr, hf приведены в табл. 21.



Tаблица 21

hj

hr

hf ,

hc

hH

hO

hN

hCl





моль·кДж-1

9,134

2,612

-0,522

-0,494

-3,57

7,88

0,50

0,0246

Значения коэффициентов hs, приведены в табл. 22.

Таблица 22



Вид структурной группы

hs

Вид структурной группы

hs

C - C

3,75

C - Cl

0,71

C = C

11,10

O - H

0,52

C - H

4,47

N - H

1,90

C - O

0,90

N - N

13,84

C = C

3,12

CC

31,05

C - N (трехвалентный)

2,27



44,13

1.2. Верхний предел распространения пламени (jв) в % об. вычисляют в зависимости от величины стехиометрического коэффициента кислорода (b) по формулам:

при ; (45)

при b > 8, (46)

где hj, qs, - коэффициенты, учитывающие химическое строение вещества;



mj - число связей j -го элемента.

Значения коэффициентов hj и qs приведены в табл. 23 и 24.



Таблица 23

Вид структурной группы

hj

Вид структурной группы

hj

C - C

-0,84

C = O

1,31

CC

0,89

C - N

-1,17

C = C

0,24

CN

2,07

CC

1,93

C - Cl

0,71

C - H

1,39

N - H

0,69

C - O

-1,40

O - H

1,25

Таблица 24

Вид структурной группы

qs



-1,47

цикл неароматический

9/mc



11,1

2. Метод расчета концентрационных пределов распространения пламени для смесей горючих веществ при начальной температуре 25 °С.

Метод предназначен для веществ, не вступающих между coбой в химическую реакцию при начальной температуре. В число компонентов смеси может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого не должна превышать 75 % от суммы гopючих компонентов смеси. Негорючими компонентами смеси являются диоксид углерода, азот и водяной пар. В число компонентов смеси не входит кислород.



Нижний jн (верхний jв) предел распространения пламени для смеси горючих веществ в % об. вычисляют по формуле

, (47)

где jк - концентрация k-го горючего компонента смеси, % об.;



jп к - нижний или верхний предел для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;

n - число горючих компонентов смеси.

Если предел (jп к) 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 нар. 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 распространении пламени для смеси (jн) в % об. вычисляют по формуле

, (48)

где nв - число молей воздуха, приходящееся на 1 моль исходной смеси, определяют по формуле



, (49)

где jн к - нижний предел распространения пламени k-го горючего компонента, % об.;



j j - концентрация j-го негорючего компонента, % об.;

Cj - коэффициент j-го негорючего компонента;

m - число негорючих компонентов смеси.

Значения коэффициента Cj приведены в табл. 25.



Таблица 25

Негорючий компонент смеси

Cj

Азот

0,988

Водяной пар

1,247

Диоксид углерода

1,590

3.2. Верхний предел распространения пламени для смеси (jв) в % об. вычисляют по формуле
, (50)

где jв k - верхний предел распространения пламени для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;

jв j - верхний условный предел распространения пламени j-го негорючего компонента, вычисляемый для каждого негорючего компонента по формуле
, (51)

где jф - минимальная флегматизирующая концентрация негорючего компонента, % об.;

Кф - коэффициент флегматизации.

Минимальную флегматизирующую концентрацию (jф) 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




азотом

водяным паром

диоксидом углерода



0,865·10-2

0,802·10-2

0,736·10-2



1,256

0,780

0,584



2,528

1,651

1,292



0,759

0,527

0,427



0,197

0,446

0,570



-0,151

-0,147

-0,133



1,500

1,500

1,500



2,800

2,236

2,020



5,946

5,000

4,642



1,486

1,250

1,160



-2,973

-2,500

-2,321



0

0

0



0

0

0

Для смеси горючих компонентов величины в кДж·моль-1 и mj вычисляют по формулам
, (53)