Концентрационные пределы воспламенения газовоздушных и паровоздушных смесей

Как уже отмечалось, в связи с широким внедрением в промышленности, на транспорте и в быту углеводородных жидких и газообразных топлив участились пожары, связанные с их возгоранием, а также с возгоранием газовоздушных смесей (ГВС), образующихся при разгерметизации хранилищ, емкостей, содержащих эти вещества в сжиженном состоянии (при последующем их испарении) либо в газообразном под давлением, и при авариях. Концентрация горючего в смесях может изменятся от долей процента почти до 100%. Важно знать условия, то есть те концентрации, при которых смесь становится такой опасной.

Верхний и нижний концентрационные пределы воспламенения горючей смеси в зависимости от концентрации горючего представлены на рис.8. В замкнутом объеме воспламенение смеси, как правило, носит взрывной характер. На рис.8 приводится также зависимость давления взрыва от концентрации горючего газа в смеси.

Смесь горючего с воздухом при изменении концентрации горючей примеси от нуля до НКП не способна воспламениться – это область безопасных концентраций. Та наименьшая концентрация газов, паров (или пылей) в смеси с воздухом, при которой смесь может воспламениться от источника зажигания и пламя распространится на весь объем горючей смеси, называется нижним концентрационным пределом воспламенения – НКП. При увеличении концентрации горючей примеси от НКП до давление взрыва увеличивается до максимального значения, соответствующего стехиометрической концентрации вещества (фактически наибольшее давление при взрыве наблюдается у смесей с концентрацией горючего несколько выше стехиометрической). При давление взрыва снижается, что связано с избытком горючего и недостатком кислорода в смеси. Та наибольшая концентрация газов, паров, при которой смесь ещё способна воспламениться от источника зажигания с распространением пламени на весь ее объем, называется верхним концентрационным пределом воспламенения – ВКП (для пылей обычно определяют только НКП).

Рис.7. Зависимость давления взрыва газовоздушной смеси от концентрации горючего

I – область безопасных концентраций, II – область воспламенения,

III – область пожароопасных концентраций

Интервал НКП-ВКП называют областью воспламенения. Так как в замкнутом объеме воспламенение смеси, как правило, носит взрывной характер, указанные пределы называют также пределами взрываемости.

Газовоздушные и паровоздушные смеси при значениях остаются пожароопасными, пылевоздушные смеси – при .

Концентрационные пределы воспламенения НКП, ВКП индивидуальных горючих веществ (газов, паров) определяются по формуле

, (2.6)

где КП - верхний или нижний концентрационные пределы, % (об.);

- число молекул кислорода, необходимое для полного сгорания одной молекулы горючего вещества;

a и b - постоянные, см. табл.8.

Таблица 8

Дата добавления: 2014-12-27