Методы определения концентрационных пределов
Существует два метода определения концентрационных пределов воспламенения: аналитический (расчетный) и экспериментальный. Рассмотрим аналитический метод определения концентрационных пределов воспламенения
индивидуальных веществ и смесей.
Концентрационные пределы воспламенения п, % (об.), индивидуальных горючих органических веществ в первом приближении можно вычислить по формуле
п=
где - число молекул кислорода, необходимое для полного сгорания одной молекулы вещества; — постоянные.
Величину определяют по уравнению реакции горения или по формуле
= (n C + n S) + (n H – n X)/4 – пO/2
где пс, пS, пH, пO, пx — количество в молекуле вещества атомов углерода, серы, водорода, кислорода и галогенов, окисляющих водород до галогенводорода, а углерод — до галогенуглерода.
Для вычисления нижнего и верхнего концентрационных пределов воспламенения смеси нескольких паров или газов применима формула Ле-Шателье, выражающая правило смешения. В основу формулы положенопредположение, что несколько смесей, находящихся на нижнем пределе воспламенения, при смешении образуют смесь, также находящуюся па нижнем пределе воспламенения
п =
где п — нижний или верхний предел воспламенения смеси; 1, 2 3 — концентрации горючих компонентов в смеси, % (об.); 1 + 2 +3 = 100 %;п, 2п и — верхний или нижний концентрационный пределы воспламенения каждого компонента в смеси, % (об.).
Формула Ле-Шателье справедлива для подавляющего большинства смесей веществ, не вступающих в химическую реакцию. При наличии в смеси флегматизирующих добавок расчет ведут по формуле
где б.п. — верхний или нижний концентрационный пределы воспламенения смеси, пересчитанный с учетом примеси негорючих газов, %
(об.); п. — нижний или верхний концентрационный пределы воспламенения смеси, рассчитанные по формуле Ле-Шателье, % (об.); н.г. — концентрация негорючих газов в смеси.
Экспериментально концентрационные пределы индивидуальных веществ смесей можно определить на приборе КП (ВНИИПО) по методике ГОСТ.
За предел воспламенения принимают среднее арифметическое двух ближайших концентраций с разностью не более 5% определяемой величины, при одной из которых наблюдается воспламенение смеси с распространением пламени до верха реакционного сосуда, а при другой — «отказ».
Если ни при какой из концентраций горючего компонента пламя, возникшее у электродов, не распространяется до верха реакционного сосуда и гаснет после выключения источника зажигания, то такие вещества характеризуются как не имеющие области воспламенения и относятся к группе трудногорючих.