2.9.2. Расчет адиабатической температуры горения стехиометрических смесей
горючих с воздухом с учетом степени диссоциации продуктов горения
Адиабатическую температуру горения стехиометрических смесей горючих с воздухом с учетом степени диссоциации продуктов горения при температуре пламени для органических веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N, можно рассчитать на ЭВМ в соответствии с алгоритмом, приведенным в книге В.Т. Монахова "Методы исследования пожарной опасности веществ" (М.: Химия, 1979). Результаты расчетов для ряда соединений приведены в табл. 16.
Таблица 16
Значения адиабатических температур горения Тад, вычисленных с учетом диссоциации
продуктов горения при постоянном давлении 101,3 кПа
|
Вещество |
Формула |
Тад, К |
|
Метан |
CH4 |
2210 |
|
Этан |
C2H6 |
2247 |
|
Пропан |
C3H8 |
2255 |
|
н-Бутан |
C4H10 |
2258 |
|
н-Пентан |
C5H12 |
2259 |
|
н-Гексан |
C6H14 |
2261 |
|
н-Гептан |
C7H16 |
2262 |
|
2,2,4-Триметилпентан |
C8H18 |
2259 |
|
2,2,3-Триметилпентан |
C8H18 |
2260 |
|
2,2-Диметилбутан |
C6H14 |
2255 |
|
2,2-Диметилпропан |
C5H12 |
2252 |
|
Изобутан |
C4H10 |
2254 |
|
Изопентан |
C5H12 |
2256 |
|
2,3-Диметилбутан |
C6H14 |
2257 |
|
Изооктан |
C8H18 |
2261 |
|
2,4,4-Триметил-2-пентен |
C8H16 |
2284 |
|
Этилен |
С2Н4 |
2361 |
|
Пропен |
С3Н8 |
2324 |
|
2-Пентен |
C5H10 |
2298 |
|
1-Бутен |
С4Н8 |
2311 |
|
Пропаналь |
С3Н6O |
2270 |
|
Ацетон |
С3Н60 |
2252 |
|
2-Метил-1-пропен |
С4Н8 |
2303 |
|
Гексен |
С6Н12 |
2297 |
|
1,2-Бутадиен |
С4Н6 |
2388 |
|
1,3-Бутадиен |
С4Н6 |
2362 |
|
1,4-Пентадиен |
С5Н8 |
2349 |
|
2,3-Пентадиен |
С5Н8 |
2362 |
|
1,2-Пентадиен |
С5Н8 |
2365 |
|
1,5-Гексадиен |
С6Н10 |
2335 |
|
Ацетилен |
С2Н2 |
2534 |
|
Пропин |
С3Н4 |
2430 |
|
н-Гептин |
С7Н12 |
2337 |
|
1-Бутин |
С4Н6 |
2389 |
|
2-Бутин |
С4Н6 |
2380 |
|
1-Пентин |
С5Н8 |
2365 |
|
Метанол |
СН4O |
2211 |
|
2-Пропанол |
С3Н8O |
2227 |
|
Аминоэтан |
C3H7N |
2257 |
|
Триэтиламин |
C6H15N |
2275 |
|
Ацетальдегид |
С2Н4О |
2276 |
|
Пропеналь |
С3Н4O |
2326 |
|
1,2-Эпоксипропан |
С3Н6O |
2338 |
|
Циклопропан |
С3Н6 |
2345 |
|
2-Бутанол |
С4Н8O |
2255 |
|
Винилацетат |
С4Н6O2 |
2254 |
|
Этилацетат |
С4Н8O2 |
2213 |
|
Диметиловый эфир |
С2Н6O |
2273 |
|
Диэтиловый эфир |
С4Н10O |
2259 |
|
Диизопропиловый эфир |
С6Н14O |
2253 |
|
Диметокиметан |
С3Н8O2 |
2246 |
|
Бензол |
С6Н6 |
2333 |
|
Толуол |
С7Н8 |
2319 |
|
Ксилол |
C8H10 |
2309 |
|
1,2-Эпоксиэтан |
С2Н4О |
2393 |
|
Циклопентадиен |
С5Н6 |
2362 |
|
Циклогексан |
C6H12 |
2270 |
|
Циклопентан |
C5H10 |
2280 |
|
Циклопентен |
С5Н8 |
2319 |
|
Циклогексен |
C6H10 |
2304 |
|
Метилциклогексан |
С7Н14 |
2266 |
|
Фуран |
С4Н4О |
2359 |
|
Тетрагидрофуран |
С4Н8O |
2283 |
|
2,3-Дигидропиран |
С5Н8O |
2295 |
|
Тетрагидропиран |
С5Н10O |
2272 |
|
Этиленамин |
C2H5N |
2390 |
2.10. Методы расчета максимального давления взрыва и максимальной
скорости нарастания давления взрыва
2.10.1. Методы расчета максимального давления взрыва без учета
степени диссоциации продуктов горения
Максимальное давление взрыва без учета степени диссоциации продуктов вычисляется по формуле
(40)
где Рн - давление, под которым находится исходная смесь; Smjк - сумма числа молей конечных газообразных продуктов горения; Smiн - сумма числа молей газообразных исходных веществ; Тн - температура исходной смеси; Тад(v) - адиабатическая температура горения стехиометрической смеси горючего с воздуха при постоянном объеме.
Значение Smjк без учета степени диссоциации продуктов горения в соответствии с уравнением (34) вычисляется по формуле
Smjк = mc + ms + 0,25mP + 0,5(mH - mx) + mx + (3,84b + 0,5mN). (41)
Значение Smiн находится по формуле
Smiн = 1 + 4,84b. (42)
Значение Тад(v) без учета степени диссоциации продуктов горения вычисляется в соответствии с п. 2.9.2, при этом вместо уравнения (35) используется уравнение (43), выражающее равенство внутренних энергий исходных веществ и продуктов горения:
(43)
2.10.2. Метод расчета максимальной скорости нарастания давления взрыва
Максимальная скорость нарастания давления взрыва 
рассчитывается по формуле
(44)
где Su - максимальная нормальная скорость распространения пламени, м/с; V - объем реакционного сосуда, м3; Рн - начальное давление, кПа.
Относительная средняя квадратическая погрешность расчета составляет 28 %. Формула (44) применима при начальных температурах исходной смеси не выше 70 °С.
2.11. Метод расчета максимальной степени расширения продуктов горения
Максимальная степень расширения продуктов горения (DV) вычисляется по формуле
DV = Vmax/Vн = 0,8×Pmax/Pн, (45)
где Рн - давление, под которым находится исходная смесь; Рmax - величина, вычисляемая по п. 2.10.1; Vн - объем исходной смеси; Vmax - объем продуктов горения при Тад.
2.12. Методы расчета максимальной нормальной скорости горения
парогазовых смесей с воздухом
2.12.1. Метод расчета максимальной нормальной скорости горения
для органических веществ, состоящих из атомов С, Н, N, О, S
Максимальная нормальная скорость горения Su для органических веществ, состоящих из атомов С, Н, N, О, S и структурных групп, представленных в табл. 27, вычисляется по формуле
(46)
где mj - число структурных групп j-го вида в молекуле; hj - коэффициент, соответствующий j-й структурной группе; nс - число атомов углерода в молекуле; a1 - показатель степени, равный двум; 
- значение нормальной скорости горения для алканов, равное 0,40 м/с.
Таблица 17
Значение коэффициентов hj в формуле (46)
|
Структурная группа |
hj, м/с |
Структурная группа |
hj, м/с |
|
С=С |
1,14 |
-соо- |
-0,64 |
|
сºс |
3,34 |
-о- |
0,45 |
|
-о-н |
0,15 |
** |
-0,84 |
|
-NH2, -NH-, -N< |
-0,50 |
** |
2,50 |
|
Сl* |
-1,21 |
** |
-0,41 |
|
-сно |
0,75 |
Неароматический цикл |
0,45 |
|
-со- |
0,42 |
|
|
_____________
* Для соединений, содержащих атом Сl в молекуле.
** Углеродный скелет бензольного кольца.
Для массива данных, представленных в табл. 17, относительная средняя квадратическая погрешность расчета составляет 10,6 %.