Расчет температуры самовоспламенения

Расчет температуры воспламенения

Расчет температуры вспышки

Температуру вспышки индивидуальных веществ в открытом тигле можно рассчитать по формуле:

_n

t_всп = а_о + а₁Т_кип. + S a_jl_j, (5.3)

^j=2

где а_о – размерный коэффициент, равный -74^оС;

а₁ – безразмерный коэффициент, равный +0,409;

Т_кип – температура кипения вещества, ^оС [22];

a_j – эмпирический коэффициент для различных структурных групп, приведенный в табл.5.4;

l_j – число структурных групп вида j в молекуле.

Для определения a_j и l_j необходимо рассмотреть структурную формулу горючего вещества и найти в ней наличие структурных групп, приведенных в табл.5.4, и количество каждого вида структурных групп.

Таблица 5.4

Значения эмпирических коэффициентов для расчета температуры вспышки

Вид структурной группы	aj, ^оС	Вид структурной группы	aj, ^оС
С-С	3,63	C=О	25,36
С-Н	0,35	N-Н	18,15
С-О	4,62	О-Н	44,29
С=С	-4,18	С ^…. С (аром.)	6,48
С-N	-7,03	С-Br	19,40
С-Cl	15,11	C-F	3,33

Средняя квадратичная погрешность расчета этим методом составляет 10^оС.

Температуру воспламенения веществ, имеющих структурные группы, приведенные в табл. 5.5, можно рассчитать по формуле (5.3). Коэффициенты а_о и а₁ составляют соответственно -47,787^оС и +0,8818;

a_j – эмпирический коэффициент для различных структурных групп, значения которых приведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5

Эмпирические коэффициенты для расчета температуры воспламенения

Вид структурной группы	aj, ^оС	Вид структурной группы	aj, ^оС
С-С	0,027	C=О	-0,826
С-Н	-2,118	N-Н	-0,261
С-О	-0,111	О-Н	8,216
С=С	-8,980	С ^…. С (аром.)	-2,069
С-N	-5,876

Средняя квадратичная погрешность расчета этим методом составляет 2^оС.

Выбор метода расчета температуры самовоспламенения зависит от природы горючего вещества.

Для парафиновых углеводородов установлена зависимость температуры самовоспламенения (t_св.) от средней длины углеродной цепочки алканов - l_ц, которая вычисляется по формуле:

l_ц = 2S {g_i n_i/[z(z-1)]}, (5.4)

ⁱ

где i – число углеродных цепочек, начинающихся и оканчивающихся группой СН₃;

g_i – число возможных цепочек, содержащих n_i атомов углерода;

n_i – число атомов углерода в молекуле;

z – число групп СН₃ в молекуле.

(например: гептан – СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃, i = 1, g_i = 1, n_i = 7, z=2,).

В табл. 5.6 приведены значения t_св. в зависимости отl_ц.

Таблица 5.6

Зависимость температуры самовоспламенения парафиновых углеводородов от средней длины углеродной цепочки

lц	tсв., ^оС	lц	tсв., ^оС	lц	tсв., ^оС	lц	tсв., ^оС
1,0		4,6		6,6		8,6
2,0		4,8		6,8		8,8
3,0		5,0		7,0		9,0
3,2		5,2		7,2		9,1¸9,3
3,4		5,4		7,4		9,4¸9,7
3,6		5,6		7,6		9,8¸10,3
3,8		5,8		7,8		10,4¸11,5
4,0		6,0		8,0		11,6¸13,4
4,2		6,2		8,2		13,5¸14,9
4,4		6,4		8,4		16,0

Температуру самовоспламенения представителей отдельных классов органических соединений можно рассчитать методом сравнительного расчета, исходя из t_св. соответствующих им алканов (например: этан – этанол – уксусная кислота) по следующему соотношению:

t_св. = а×t_св^алк. + b, (5.5)

где а, b – эмпирические коэффициенты (см. табл.5.7);

t_св^алк. – температура самовоспламенения соответствующего алкана, рассчитанная по формуле (5.4) и выбранная по табл.5.6.

Таблица 5.7

Эмпирические коэффициенты к расчету температуры самовоспламенения

Соединения	а	b	Погрешность расчета, ^оС
Спирты	0,6796	121,2	28,0
Соединения с группами NH2-	0,4722	170,4	19,8
Ароматические соединения	0,6412	252,9	15,0
Формиаты	0,7719	81,5	19,2
Ацетаты	0,7909	52,0	15,0
Пропионаты	0,7158	91,3	10,0
Кислоты	0,7556	86,0	17,0
Прочие соединения с одной группой –СОО-	0,8439	46,4	19,0

Дата добавления: 2014-12-25