22-10-2023
Температура вспышки — наименьшая температура горючего вещества, при которой пары над поверхностью горючего вещества способны вспыхивать при контакте с открытым источником огня; устойчивое горение при этом не возникает. Вспышка — быстрое сгорание газопаровоздушной смеси над поверхностью горючего вещества, сопровождающееся кратковременным видимым свечением. Как правило, при отсутствии указания на метод измерения используется метод Пенски-Мартенса.
По температуре вспышки из группы горючих жидкостей выделяют легковоспламеняющиеся. Легковоспламеняющимися называются горючие жидкости с температурой вспышки не более 61 °C в закрытом тигле (з.т.) или 66 °C в открытом тигле (о.т.).
Содержание |
Для каждой горючей жидкости можно определить давление насыщенных паров. С повышением температуры оно растёт, таким образом, количество горючего вещества на единицу объёма воздуха над жидкостью также растет с ростом температуры. При достижении температуры вспышки содержание горючего вещества в воздухе становится достаточным для поддержания горения. Достижение равновесия между паром и жидкостью требует, однако, некоторого времени, определяемого скоростью образования паров. При температуре вспышки скорость образования паров ниже, чем скорость их горения, поэтому устойчивое горение возможно лишь при достижении температуры воспламенения.
Из-за сложностей прямого измерения температуры вспышки газов и паров, за неё принимают минимальную температуру стенки реакционного сосуда, при которой наблюдают вспышку. Эта температура зависит от условий тепломассообмена как внутри реакционного сосуда, так и самого сосуда с окружающей средой, объёма смеси, а также каталитической активности стенки сосуда и ряда других параметров.
Показатель применяется для определения допустимой температуры нагревания горючих веществ при различных условиях хранения и перевозки. Наиболее известным способом измерения температуры вспышки является определение в закрытом тигле по Пенски-Мартенсу ASTM D93, ГОСТ 6356. Для температур ниже 20-50 градусов Цельсия используют другие методы.
Также существуют методы экспериментального определения температуры вспышки жидкостей в открытом тигле.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Температура вспышки веществ, молекулы которых содержат структурные группы, представленные в таблице 1, рассчитывается по формуле, °C:
где — температура кипения жидкости при 101 кПа, °C; — число структурных групп j-го вида в молекуле; — эмпирические коэффициенты, значения которых приведены в таблице 1.
Для органических соединений, молекулы которых состоят из атомов С, Н, О и N, а также для галоидорганических и элементоорганических соединений, содержащих атомы S, Si, P и Cl, температура вспышки может быть рассчитана по формуле:
где , и — константы, значения которых приведены в таблице 2; — стандартная теплота сгорания вещества, кДж/моль.
Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температура вспышки, °C, рассчитывается по формуле:
где — парциальное давление паров горючей жидкости при температуре вспышки, кПа; — коэффициент диффузии пара в воздух, см²/с; — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.
Наиболее точно величина рассчитывается по линейной зависимости температуры вспышки от температуры кипения, выполняющейся в пределах отдельных классов химических соединений:
Значения коэффициентов a и b для различных классов органических веществ приведены в таблице 3.
Температура вспышки смесей горючих жидкостей , °C, рассчитывается по формуле:
где — мольная доля i-го компонента в жидкой фазе; — мольная теплота испарения i-го компонента, кДж/моль; — температура вспышки i-го компонента, °C; R — универсальная газовая постоянная.
Величина может быть рассчитана по интерполяционной формуле:
где — температура кипения i-го компонента.
Температура вспышки бинарных смесей жидкостей, принадлежащих к одному гомологическому ряду, рассчитывается по формуле:
где — температура вспышки легкокипящего компонента смеси, °C; — гомологическая разность по температуре вспышки в рассматриваемом ряду, °C; — массовая доля высококипящего компонента в жидкой фазе; — разность между числом углеродных атомов компонентов смеси; — коэффициент, учитывающий нелинейный характер зависимости от : при ; при .
Температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле, используя величины эмпирических коэффициентов из таблицы 4:
Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле:
Вещество | Темп. кипения | Темп. вспышки | Темп. самовоспламенения | Пределы взрываемости | |
---|---|---|---|---|---|
°C | °C | °C | Мин. об.-% | Макс. об.-% | |
Водород | −253 | … | 465 | 4 | 77 |
Метан | −162 | … | 595 | 4,4 | 16,5 |
Ацетилен | −84 | … | 305 | 2,3 | 82 |
Пропан | −42 | −96 | 470 | 1,7 | 10,9 |
Бутан | 0 | −69 | 365 | 1,4 | 9,3 |
Ацетальдегид | +20 | −30 | 155 | 4 | 57 |
n-Пентан | +36 | −35 | 285 | 1,4 | 8,0 |
Диэтиловый эфир | +36 | −40 | 170 | 1,7 | 36 |
Сероуглерод | +46 | −30 | 102 | 1,0 | 60 |
Ацетон | +56 | −18 | 540 | 2,1 | 13 |
Метанол | +65 | +11 | 455 | 5,5 | 37 |
n-Гексан | +69 | −22 | 240 | 1,0 | 8,1 |
Этанол | +78 | +13 | 425 | 3,5 | 15 |
Изопропиловый спирт | +82 | +12 | 425 | 2 | 12 |
n-Гептан | +98 | −4 | 215 | 1,0 | 7 |
Изооктан, 2,2,4-Триметилпентан | +99 | −12 | 410 | 1,0 | 6 |
n-Октан | +126 | +12 | 210 | 0,8 | 6,5 |
Бензин | 30-200 | < -20 | 200-410 | 0,6 | 8 |
Дизельное топливо | 150-390 | > +55 | ок. 220 | 0,6 | 6,5 |
Температура вспышки.