Температура вспышки

Если жидкость испаряется в открытое пространство, то часть пара все время диффундирует в окружающее пространство. При этом концентрация пара постепенно изменяется по высоте. Непосредственно над поверхностью жидкости она равняется концентрации насыщенного пара, а на большом расстоянии — снижается практически до нуля (кривая 1). Для жидкостей в закрытом пространстве концентрация пара не зависит от расстояния (прямая 2).

Рисунок1

где φ_ф — концентрация пара в заданной точке;

— расстояние от поверхности жидкости.

Часто бывает необходимо оценить степень пожарной опасности фактической концентрации φ′ф, образовавшейся в производственном помещении при испарении горючей жидкости в открытое пространство. Для этого достаточно разделить массу испарившейся жидкости mисп на объем помещения Vпом:

φ′_ф = m_исп / V_пом

Для того, чтобы рассчитать площадь разлива, с которой происходит испарение, можно применить соотношение:

где m_жидк - масса разлившейся при аварии жидкости;

ρ_жидк - плотность жидкости при заданных условиях;

h_жидк - толщина слоя жидкости, разлившейся при аварии.

В практических расчетах, для определения интенсивности испарения жидкости, пользуются эмпирической формулой:

I_исп = Р_нп μ (0,734 + 1,637vв) ·10-6, кг/(м²с)

где

μ -молярная масса вещества кг/кмоль;

Р_нп - давление насыщенного пара при данной температуре, кПа.

v_в - скорость воздуха над поверхностью испарения, м/с.

В открытой системе, для того, чтобы достичь нижнего концентрационного предела распространения пламени для ненасыщенного пара, жидкость необходимо нагреть до температуры немного выше нижнего температурного предела распространения пламени, что позволит увеличить интенсивность испарения и компенсировать потери пара за счет диффузии. Если при этом к поверхности жидкости поднести источник зажигания, то образовавшийся пар вспыхнет.

Вспышка - быстрое сгорание паровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, которое сопровождается кратковременным видимым свечением. При вспышке стойкое горение не наступает, так как скорость испарения жидкости при данной температуре будет меньше скорости выгорания пара.

Температура вспышки - это наименьшая температура жидкости, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуется пар, способный вспыхивать в воздухе от источника зажигания, однако стойкое горение при этом не возникает.

Связь температуры вспышки t_всп с зависимостью концентрации пара φпар от температуры жидкости t_жидк схематически отображена на рисунке2.

Рисунок2

Жидкость, у которой фактическая температура ниже, чем температура вспышки не представляет пожарной опасности в случае кратковременного воздействия источника зажигания.

Температура вспышки принята за основу классификации жидкостей по степени их пожарной опасности. Различают горючие и легковоспламеняющиеся жидкости. К горючим (ГЖ) относят жидкости с температурой вспышки больше 61°С. Жидкости с температурой вспышки 61°С и ниже относят к классу легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ).

Легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки 28°С и ниже относят к особо опасным жидкостям.

Кроме температуры вспышки различают еще температуру зажигания - наименьшую температуру жидкости, при которой после воспламенения пара от источника зажигания устанавливается стационарное горение.

На практике очень часто приходится иметь дело со смесями жидкостей. При оценке степени пожарной опасности смеси, следует иметь в виду, что даже маленькие добавки ЛВЖ к ГЖ могут сильно снизить t_всп смеси.