2017-10-25
933
Смесь горючих паров и газов с окислителем способна воспламеняться и гореть только в определѐнном интервале концентраций горючего вещества.
Нижним концентрационным пределом распространения пламени (НКПРП или н) называется наименьшая концентрация горючего вещества в смеси с воздухом, при которой смесь уже может воспламениться от источника зажигания с распространением горения на весь объѐм смеси. Аналогично, верхний концентрационный предел распространения пламени (ВКПРП илив)
– это наибольшая концентрация горючего вещества в смеси с воздухом, при которой смесь ещѐ способна воспламеняться от источника зажигания с распространением горения на весь объѐм смеси. Воздушные смеси с концентрацией горючего вещества ниже НКПРП или выше ВКПРП не являются горючими.
Интервал концентраций между НКПРП и ВКПРП называется областью воспламенения или областью распространения пламени. Область воспламенения зависит от свойств вещества. Наибольшая область воспламенения у водорода (4 -75 %) и ацетилена (2,5 – 81 %), наименьшая – у
бензина (1 – 8 %), керосина (0,6 – 3 %), пропана (2 – 9,5 %), бутана (2 - 9 %) и
т. д. (см. табл. приложения 4). В предельных смесях, т. е. при концентрации горючего вещества, равной НКПРП или ВКПРП, скорость распространения пламени и его температура минимальны, а максимальные значения скорости и температуры пламени имеют, как правило, смеси стехиометрического состава, поэтому такие смеси наиболее пожаровзрывоопасны.
Концентрация горючего вещества в стехиометрической смеси рассчитывается исходя из уравнения реакции горения. Например, из уравнения реакции горения пропана в воздухе
С3Н8 + 5 (О2 + 3,76 N2) = 3СО2 + 4Н2О + 5 · 3,76 N2.
видно, что стехиометрическая смесь состоит из 1 моля пропана, 5 молей кислорода и 5·3,76 молей азота. Стехиометрическая концентрация горючего в такой смеси может быть рассчитана по уравнению:
| стех | n C3H8 100 | 1 100 | 4,2%. | ||
| n C3H8 | n O2 n N 2 | 1 5 5 3,76 | |||
Чаще стехиометрическую концентрацию рассчитывают по формуле, %
| стех | . | |||
| 4,76 | ||||
Значения КПРП веществ, указанные в справочной литературе, были установлены экспериментальным путѐм. Для некоторых веществ они приведены в табл. приложения 4 и 6. Для большинства горючих веществ они могут быть приближѐнно рассчитаны по ряду формул.
