ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Концентрационные пределы воспламенения газовых смесей из "Горение и свойства горючих веществ" Смесь воздуха с горючим или паром на нижнем концентрационном пределе воспламенения содержит избыток воздуха. Так, для смеси воздуха с метаном коэф- фтщишгг избытка воздуха равен 2, с окисью углерода — 2,6, с сероуглеродом — 6,9 и т. д. [c.81] имеющая небольшое количество горючего и избыток воздуха, характеризуется минимальной скоростью распространения пламени в объеме всего сосуда, низкой температурой горения — порядка 1250— 1300 °С и небольшим давлением взрыва (около 3 кГ/см ). [c.81] При концентрации горючего в смеси выше нижнего концентрационного предела воспламенения (за точкой А) горение проходит с большей скоростью, давление при взрыве повышается. Это объясняется тем, что по мере увеличения содержания горючего содержание воздуха уменьшается, тепло, выделившееся в результате химической реакции, меньше расходуется на нагрев не участвующего в реакции избытка воздуха. [c.81] Давление горючих смесей при взрыве может увели-чиваться теоретически до давления, соответствующего стехиометрической концентрации нешегтв. т. е. рассчи-та ннои по уравнению химической реакции. Фактически наибольшее давление при взрыве наблюдается у смесей с концентрацией горючего несколько выше стехиометрической, так как скорость горения этой смеси выше скорости горения смеси со стехиометрической концентрацией компонентов. [c.81] Рассмотрим расчет стехиометрической концентрации горючего газа на примере окиси углерода. [c.81] При дальнейшем увеличении количества окиси углерода в составе смеси получаются взрывчатые концентрации, но давление взрыва их будет постепенно снижаться в результате недостатка воздуха в горючей смеси. [c.82] Недостаток возду.ха в смесях богатых горючим, ведет к тому, что смесь может терять способность воспламеняться. Для различных смесей концентрация горючего, при которой смесь уже не способна воспламеняться, не одинакова. Например, для смеси окиси углерода с воздухом наивысшей концентрацией СО, при которой еще возможно воспламенение, является 74% окиси углерода (точка Б, рис. 19). Выше этой концентрации никакие смеси окиси углерода с воздухом воспламеняться не могут, хотя в них присутствует некоторое количество воздуха. [c.82] Концентрации горючих паров и газов с воздухом выше верхнего концентрационного предела воспламенения (за точкой Б рис. 19) называются пожароопасными. [c.83] Знание областей безопасных и пожароопасных концентраций дает возможность в процессе применения и хранения газов и горючих жидкостей поддерживать такой режим, при котором концентрации горючего были бы выше верхнего или ниже нижнего концентрационных пределов воспламенения. Это достигается созданием соответствующих давлений и температур в аппаратах, хранилищах и различных емкостях. Концентрационные пределы воспламенения используют при расчете допустимых концентраций газов внутри взрывоопасного технологического оборудования, систем рекуперации, вентиляции и т. п., а также при расчете предельно допустимой взрывоопасной концентрации горючего газа, при работе с огне.м, при классификации производств, связанных с синтезом, применением или хранением горючих газов, по степени пожарной опасности. При определении пожарной опасности технологических процессов необходимо учитывать изменение пределов воспламенения смеси от различных факторов. Например, в сушилках, где имеются пары горючих и легко воспламеняющихся жидкостей, пределы воспламенения будут иные, чем при нормальной температуре. В аппаратах и реакторах иногда смесь горючих паров и газов с воздухом находится под давлением, большим или меньшим нормального. В этих случаях пределы воспламенения также отличаются от значений, приведенных в справочных таблицах. [c.83] Рассмотрим, как связаны пределы воспламенения с основными факторами мощностью источника зажигания, турбулентностью, примесью горючих паров и газов, температурой смеси, давлением смеси, объемом и диаметром сосуда и др. [c.83] Мощность Источника зажигания. Среди различных видов источников зажигания наиболее распространены электрическая искра и электрическая дуга. Механизм воспламенения горючей смеси электрической искрой или дугой сложен, поскольку при возникновении искры наблюдается очень интенсивное местное возбуждение Молекул газа и их ионизация. Это в сильной степени интенсифицирует протекание химических процессов и изменяет критические условия зажигания. Возникновение искры вызывает повышение температуры газа, поэтому искру можно представить как своеобразное накаленное тело. [c.84] Для каждой горючей смеси существует некоторая предельная минимальная мощность искры, начиная с которой смесь воспламеняется — возникает фронт горения. Эта минимальная мощность является функцией состава смеси и зависит от давления и температуры. Знание минимальной мощности электрических искр, необходимой для воспламенения различных газовых смесей, имеет большое практическое значение. Это дает возможность оценить чувствительность к воспламенению горючей смеси, установить допустимое значение энергии электрического разряда во взрывоопасной среде, классифицировать горючие смеси по воспламеняемости их электрическими разрядами и разработать меры безопасности ведения процесса (безопасные системы связи, сигнализации, автоматики и другие устройства с применением электрического тока). [c.84] На рис. 20 показана минимальная сила тока в первичной цепи, необходимая для воспламенения различных смесей углеводородов искрами размыкания. [c.84] Большое влияние на воспламеняющую способность электрических искр оказывают имеющиеся в цепи индуктивные сопротивления (дроссели, реле и т. д.). В табл. 3 приведены минимальные значения величин, характеризующих электрические искры, способные воспламенить различные газы (при разных напряжениях в цепи). [c.85] Как показывают данные таблицы, с увеличением индуктивности уменьшается необходимая для воспламенения газовых смесей мощность электрических искр. [c.85] Влияние двуокиси углерода на нижний концентрационный предел несколько иное здесь наблюдается заметное смещение нижнего предела вправо, навстречу смещению верхнего предела. Это объясняется тем, что двуокись не является полностью инертным газом. Для подавления воспламенения (полной флегматизации смеси) необходимы значительные количества присадок. [c.88] Малое влияние примесей на нижний концентрационный предел объясняется тем, что здесь концентрация горючего компонента мала. Смесь сильно разбавлена воздухом, кислород которого играет по существу роль инертной присадки. Поэтому добавление к смеси дополнительных количеств инертной примеси практически не меняет содержание горючего. [c.88] На верхнем же концентрационном пределе именно содержание кислорода определяет свойства горючей смеси, а здесь концентрация его мала. Поэтому добавление инертных газов оказывает такое сильное влияние. [c.88] Вернуться к основной статье