Концентрационные пределы распространения пламени смеси горючих веществ с негорючими

Верхний концентрационный предел распространения пламени смеси горючих веществ с негорючими рассчитывается по формуле:

Таблица 15. Значения коэффициентов hj и hj в формуле (31)

Если среди горючих компонентов смеси отсутствуют молекулярный водород, оксид углерода и уксусная кислота, то значения коэффициента флегматизации Кф принимаются по табл. 16. В случае присутствия в смеси перечисленных компонентов Кф вычисляется по формуле (34) с использованием данных табл. 16:

где Кфк — коэффициент флегматизации к-го горючего компонента данным флегматизатором.

Изложенный метод применим для смесей, в число компонентов которых не входит избыточный по отношению к воздуху кислород.

Пример. Рассчитать Фв смеси, состоящей из 10,9% об. водорода, 10,9% об. метана и 78,2% об. азота.

Исходные данные. Нижний и верхний пределы распространения пламени водорода 4,1 и 72,0 % об., метана — 5,3 и 14,0% об. Стандартная теплота образования метана — 74,85 кДж/моль.

Таблица 16. Значения коэффициента Кф

	Кф при флегматизации
Флегматизатор	органических веществ	водорода	оксида углерода
Азот	0,100	0,003	0,020
Диоксид углерода	0,190	0,018	0,096
Водяной пар	0,160	-	-

Решение. Находим горючей части смеси по формуле (32):

Определяем количество атомов каждого элемента, входящего в состав условной формулы, по соотношению (33):

mC = (1 • 10,9 + 0 • 10,9):21,8 = 0,5;

mH = (2 • 10,9 + 4 • 10,9):21,8 = 3,0.

Рассчитываем фф по формуле (31), используя коэффициенты из табл. 15:

Фф = 100 • [(-0,00865 • 37,420 + 1,256 + 2,528 • 0,5 + 0,759 • 3):(2,8- 1 + 5,946 • 0,5 + 1,486 • 3)] = 48% об.

Коэффициент флегматизации, вычисленный по формуле (34), равен

Кф = 21,8:(10,9:0,003 + 10,9:0,1) = 0,006.

Далее вычисляем условный предел распространения пламени для негорючего компонента по формуле (30):

Фв = 48:{[(1 - (10,9:72 + 10,9:14):(10,9:4,1 + + 10,9:5,3)] • (1 - 0,006)} = 60% об.

Вычисляем по формуле (29) Фв смеси:

Фв = 100:[(10,9:72 + 10,9:14) + 78,2:60] = 45% об.

Экспериментальное значение Фв данной смеси составляет 48% об.