Показатели пожаровзрывоопасности веществ стр.12 Таблица 23. Расчет кинетических параметров уравнения реакции горения хлопка. Приложение. Экспериментальные данные по...

Пожарная безопасность -> Руководства -> Показатели пожаровзрывоопасности веществ ->

Таблица 23

Расчет кинетических параметров уравнения реакции горения хлопка

r, м	Т_кр, К	М,	N,	Е, Дж/моль	Qk₀/l, м × К/кг
0,01525	485	20,1×10⁷	3,488024×10²²	132473	2,633×10¹⁷
0,025	475	9,45×10⁷
0,035	466	4,64×10⁷
0,05	456	2,18×10⁷
0,07	446	1,063×10⁷
0,10	436	0,498×10⁷

Учитывая, что число Прандтля для воздуха Рr = 0,7, критерий Нуссельта рассчитаем по формуле

Nu = 0,135 × (Gr × Рr)^1/3 = 0,135 × (1,192 × 10⁸ × 0,7)^1/3 = 58,99. (88)

Тогда коэффициент теплоотдачи будет равен

(89)

где l_b = 0,034 - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м × с × К), а критерий Био

(90)

где r - половина наименьшего размера кипы, м.

Подставляя (81) в (77), получим:

j(Bi) = 0,7879 (91)

Рассчитаем параметры b и g при температуре T₀ = 300 К:

(92)

(93)

Тогда в соответствии с уравнениями (73), (77), (85), (86) и (87) критическое значение параметра Франк-Каменецкого для кипы хлопка составит:

d_кр= d₀j(Вi)(1 + 2,4g^2/3)(1 + b) =

= 1,79 × 0,7879 × (1 + 2,4 × 0,00049^2/3)(1 + 0,0188) = 1,458. (94)

Теперь можно определить значения критической температуры окружающей среды Т_кр для индивидуальных прессованных кип хлопка. Температура окружающей среды, превышающая значения Т_кр, приведет к самовозгоранию, выдерживаемой при ней кипы хлопка. Подставляем в уравнение (72) значения кинетических параметров, определенные в результате обработки экспериментальных данных, r=420 кг/м³, соответствующее плотности материала значение l, значения характеристического размера r = 0,3 м, а также рассчитанную величину d_кр.

В результате решения трансцендентного уравнения получено значение критической температуры Т_кр, равное 388 К или 115°С.

Так как значение критической температуры оказывается выше верхней границы диапазона климатического перепада температур воздуха (+ 60 °С), можно на основании вышеизложенного заключить, что тепловое самовозгорание индивидуальных прессованных кип хлопка невозможно.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ

И ПОКАЗАТЕЛЯМ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ НЕКОТОРЫХ ОБРАЗЦОВ

ЗЕРНОВЫХ И КОМБИКОРМОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, ВЫСУШЕННЫХ

ДО ПОСТОЯННОЙ МАССЫ

Таблица 1

Элементный состав и теплота сгорания образцов*

Образец	Элементный состав										Теплота сгорания , кДж/кг
	С		Н		О		N		S
	%		%		%		%		%
	(масс.)	m_С	(масс.)	m_Н	(масс.)	m_О	(масс.)	m_N	(масс.)	m_s
Ячмень дробленый, ГОСТ 16470	43,47	3,6	6,00	6,0	46,01	2,87	3,10	0,22	1,42	0,044	-17372
Кукуруза дробленая, ГОСТ 13634	43,50	3,6	5,40	5,4	47,15	3,0	2,60	0,19	1,35	0,044	-17543
Отруби пшеничные, ГОСТ 7169	43,60	3,6	7,00	7,0	44,70	2,8	3,43	0,24	1,25	0,038	-17677
Дрожжи кормовые, ГОСТ 20083	35,58	3,0	6,20	6,2	44,58	2,8	7,87	0,56	5,80	0,18	-19087
Пшеница дробленая (некондиционное зерно)	46,98	3,9	6,95	7,0	41,11	2,5	3,66	0,26	1,30	0,04	-17322
Горох дробленый, ГОСТ 23843	45,80	3,8	6,50	6,5	42,80	2,6	3,60	0,26	1,30	0,04	-18292
Шрот подсолнечный ГОСТ 11246	41,72	3,5	6,46	6,5	44,44	2,8	6,13	0,44	1,25	0,38	-18368
Шрот соевый, ГОСТ 13220	42,96	3,6	6,57	6,6	42,32	2,6	6,95	0,50	1,20	0,041	-18485
Овес дробленый, ГОСТ 12771	46,57	3,88	6,77	6,77	43,23	2,7	3,09	0,22	0,34	0,011	-19206
Просо дробленое, ГОСТ 10249-62	44,08	3,73	6,82	6,81	46,02	2,9	2,5	0,18	0,58	0,02	-18972
Шрот хлопковый, ГОСТ 606-75	45,05	3,75	6,41	6,41	41,72	2,6	5,26	0,38	1,56	0,05	-21786

_______________

* Образцы материалов (фракция менее 100 мкм) высушивались в течение 4 ч при температуре 105 °С, шроты высушивались в течение 8 ч при температуре 79 °С.

текст целиком