ПРЕДЕЛОВ ВЗРЫВА

Для определения пределов взрыва применяются эмпирические формулы, полученные обработкой экспериментальных данных для различных горючих веществ.

Нижний предел взрыва (НПВ) рассчитывается по формуле

объем. %. (8.1)

Верхний предел взрыва (ВПВ) рассчитывается по формуле

объем.%. (8.2)

Здесь N – количество атомов кислорода, необходимое для полного сгорания одной молекулы горючего компонента смеси.

В качестве примера определим пределы взрыва смеси воздуха и пентана.

· Запишем уравнение реакции горения пентана С₅Н₁₂:

С₅Н₁₂+8О₂=5СО₂+6Н₂О.

· Найдем количество атомов кислорода, необходимое для полного сгорания одной молекулы пентана:

· Найдем нижний предел взрыва рассматриваемой смеси по формуле (8.1):

объем.%.

· Найдем верхний предел взрыва рассматриваемой смеси по формуле (8.2):

объем.%.

Таким образом, для пентано-воздушной смеси нижний предел взрыва достигается при содержании 1.4 объем.% пентана, а верхний предел взрыва – при 5.0 объем.% пентана.

Часто при решении вопросов безопасности вентиляционных установок, сушилок, мешалок и других аппаратов требуется определить пределы взрыва смеси, состоящей из нескольких горючих компонентов. Для нахождения нижнего и верхнего предела взрыва таких смесей используются следующие формулы:

объем.%; (8.3)

объем.%. (8.4)

Здесь V ₁, V ₂, … V_n – концентрации горючих компонентов, объем.%;

Н ₁, Н ₂, … Н_n – нижние пределы взрыва входящих в смесь компонентов, объем.%;

В₁, В₂, … В_n – верхние пределы взрыва, входящих в смесь компонентов, объем.%.

При этом

V ₁+ V ₂+ … + V_n= 100%.

При расчете пределов взрыва смеси, выраженных в массовых долях горючих компонентов (масс.%), значения V ₁, V ₂, … V_n в формулах (8.3), (8.4) заменяются на значения их массовых долей z₁, z₂, …, z_n. При этом

z₁ + z₂ + … z_n = 100%.

В качестве примера определим пределы взрыва смеси паров ацетона и этилового спирта с воздухом, если в 1 м³ смеси находится 32 г ацетона и 25 г этилового спирта.

· Найдем процентное содержание горючих компонентов, выраженное в массовых долях.

Содержание ацетона:

z ₁= масс.%

Содержание этилового спирта:

z₂ = масс.%

· Найдем из таблиц нижние пределы взрыва компонентов.

Для ацетона НПВ= Н ₁ = 1.6 объем.%;

Для спирта НПВ= Н ₂ = 2.6 объем.%

· Найдем нижний предел взрыва рассматриваемой смеси по формуле (8.3):

объем.%.

· Найдем из таблиц нижние пределы взрыва компонентов.

Для ацетона ВПВ= В ₁ = 13 объем.%;

Для спирта ВПВ= В ₂ = 19 объем.%

· Найдем верхний предел взрыва рассматриваемой смеси по формуле (8.4):

объем.%.

Таким образом, для смеси паров ацетона и этилового спирта с воздухом нижний предел взрыва достигается при содержании 1.9 объем.% горючих паров, а верхний предел взрыва – при 15.1 объем.%.

Значения пределов взрыва смесей нескольких горючих компонентов с воздухом находятся между значениями пределов взрыва отдельных горючих компонентов, входящих в смесь.

Поиск по сайту: