Точка вспышки: Температура вспышки — Википедия – Температура вспышки — это… Что такое Температура вспышки?

Точка вспышки: Температура вспышки — Википедия – Температура вспышки — это… Что такое Температура вспышки?

admin 28.07.2020

Содержание

Температура вспышки — Википедия

Температура вспышки — наименьшая температура летучего конденсированного вещества, при которой пары над поверхностью вещества способны вспыхивать в воздухе под воздействием источника зажигания, однако устойчивое горение после удаления источника зажигания не возникает. Вспышка — быстрое сгорание смеси паров летучего вещества с воздухом, сопровождающееся кратковременным видимым свечением. Температуру вспышки следует отличать как от температуры воспламенения, при которой горючее вещество способно самостоятельно гореть после прекращения действия источника зажигания, так и от температуры самовоспламенения, при которой для инициирования горения или взрыва не требуется внешний источник зажигания.

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.). Жидкости с температурой вспышки не более 28 °C называют особо опасными.

Для определения температуры вспышки применяются расчётные или экспериментальные методы. Как правило, при отсутствии указания на метод измерения используется метод Пенского — Мартенса.

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 растёт 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 методу Пенского — Мартенса 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 индивидуальных веществ в закрытом тигле[править | править код]

Таблица 1
Структурная группа aj{\displaystyle {{a}_{j}}}, °C Структурная группа aj{\displaystyle {{a}_{j}}}, °C
C − C -2,03 C = O 11,66
C −… C -0,28 C ≡ N 12,13
C − H 1,105 N − H 5,83
C − O 2,47 O − H 23,90
C = C 1,72 C − F 3,33
C − N 14,15 C − S 2,09
C − Cl 15,11 C = S -11,91
C − Br 19,40 H − S 5,64
Si − H 11,00 P − O 3,27
Si − C -4,84 P = O 9,64
Si − Cl 10,07
Таблица 2
Класс соединений C0{\displaystyle {{C}_{0}}} C1{\displaystyle {{C}_{1}}} C2{\displaystyle {{C}_{2}}}
Соединения, состоящие из:
атомов C, H, O, N;
атомов C, H, O, N, Cl

-45,5
-39,6

0,83
0,86

-0,0082
-0,0114
Соединения, содержащие атомы F, Br -57,4 0,79 -0,0147
Элементоорганические соединения,
содержащие атомы S, Si, P, Cl
-45,5 0,83 -0,0082
Таблица 3
Класс веществ a b
Алканы -73,22 0,693
Спирты -41,69 0,652
Алкиланилины -21,94 0,533
Карбоновые кислоты -43,57 0,708
Алкилфенолы -38,42 0,623
Ароматические углеводороды -67,83 0,665
Альдегиды -74,76 0,813
Бромалканы -49,56 0,665
Кетоны -52,69 0,643
Хлоралканы -55,70 0,631
Таблица 4
Структурная группа aj{\displaystyle {{a}_{j}}}, °C Структурная группа aj{\displaystyle {{a}_{j}}}, °C
C − C 3,63 Si − H -4,58
C −… C 6,482 −SiCl3 50,49
C = C -4,18 O − H 44,29
C − H 0,35 S − H 10,75
C − O 4,62 P − O 22,23
C = O 25,36 P = O -9,86
C − N -7,03 N − H 18,15
C − S 14,86

Температура вспышки tv{\displaystyle {{t}_{v}}} веществ, молекулы которых содержат структурные группы, представленные в таблице 1, рассчитывается по формуле, °C:

tv=−73,14+0,659⋅tk+∑j=2qajlj,{\displaystyle {{t}_{v}}=-73,14+0,659\cdot {{t}_{k}}+\sum \limits _{j=2}^{q}{{{a}_{j}}{{l}_{j}}},}[1]

где tk{\displaystyle {{t}_{k}}} — температура кипения жидкости при 101 кПа, °C;

lj{\displaystyle {{l}_{j}}} — число структурных групп j-го вида в молекуле;
aj{\displaystyle {{a}_{j}}} — 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:

tv=C0+C1⋅tk+C2⋅ΔHs,{\displaystyle {{t}_{v}}={{C}_{0}}+{{C}_{1}}\cdot {{t}_{k}}+{{C}_{2}}\cdot \Delta {{H}_{s}},}[1]

где C0{\displaystyle {{C}_{0}}}, C1{\displaystyle {{C}_{1}}} и C2{\displaystyle {{C}_{2}}} — константы, значения которых приведены в таблице 2; Hs{\displaystyle {{H}_{s}}} — стандартная теплота сгорания вещества, кДж/моль.

Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температура вспышки, °C, рассчитывается по формуле:

tv=280Pv⋅D0⋅β−273,{\displaystyle {{t}_{v}}={\frac {280}{{{P}_{v}}\cdot {{D}_{0}}\cdot \beta }}-273,}[1]

где Pv{\displaystyle {{P}_{v}}} — парциальное давление паров горючей жидкости при температуре вспышки, кПа; D0{\displaystyle {{D}_{0}}} — коэффициент диффузии пара в воздух, см²/с; β{\displaystyle \beta } — стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения.

Наиболее точно величина tv{\displaystyle {{t}_{v}}} рассчитывается по линейной зависимости температуры вспышки от температуры кипения, выполняющейся в пределах отдельных классов химических соединений:

tv=a+btk{\displaystyle {{t}_{v}}=a+b{{t}_{k}}}[2]

Значения коэффициентов a и b для различных классов органических веществ приведены в таблице 3.

Температура вспышки смесей горючих жидкостей в закрытом тигле[править | править код]

Температура вспышки смесей горючих жидкостей tvs{\displaystyle {{t}_{vs}}}, °C, рассчитывается по формуле:

∑i=1kxi⋅exp⁡[ΔHiiR(tvi+273)−ΔHiiR(tvs+273)]=1,{\displaystyle \sum \limits _{i=1}^{k}{{x}_{i}}\cdot \exp \left[{\frac {\Delta {{H}_{ii}}}{R\left({{t}_{vi}}+273\right)}}-{\frac {\Delta {{H}_{ii}}}{R\left({{t}_{vs}}+273\right)}}\right]=1,}[1]

где xi{\displaystyle {{x}_{i}}} — мольная доля i-го компонента в жидкой фазе; ΔHii{\displaystyle \Delta {{H}_{ii}}} — мольная теплота испарения i-го компонента, кДж/моль; tvi{\displaystyle {{t}_{vi}}} — температура вспышки i-го компонента, °C; R — универсальная газовая постоянная.

Величина ΔHii/R{\displaystyle \Delta {{H}_{ii}}/R} может быть рассчитана по интерполяционной формуле:

ΔHiiR=−2918,6+19,6(tki+273),{\displaystyle {\frac {\Delta {{H}_{ii}}}{R}}=-2918,6+19,6\left({{t}_{ki}}+273\right),}

где tki{\displaystyle {{t}_{ki}}} — температура кипения i-го компонента.

Температура вспышки бинарных смесей жидкостей, принадлежащих к одному гомологическому ряду, рассчитывается по формуле:

tvs=t′v+Δ[x+(m−1)(x′)m],{\displaystyle {{t}_{vs}}={{{t}’}_{v}}+\Delta \left[x+\left(m-1\right){{\left({{x}’}\right)}^{m}}\right],}[3]

где t′v{\displaystyle {{{t}’}_{v}}} — температура вспышки легкокипящего компонента смеси, °C; Δ{\displaystyle \Delta } — гомологическая разность по температуре вспышки в рассматриваемом ряду, °C; x{\displaystyle x} — массовая доля высококипящего компонента в жидкой фазе; m{\displaystyle m} — разность между числом углеродных атомов компонентов смеси; x′{\displaystyle {{x}’}} — коэффициент, учитывающий нелинейный характер зависимости tv{\displaystyle {{t}_{v}}} от x{\displaystyle x}: при x≥0,5{\displaystyle x\geq 0,5} x′=2x−1{\displaystyle {x}’=2x-1}; при x<0,5{\displaystyle x<0,5} x′=0{\displaystyle {x}’=0}.

Температура вспышки индивидуальных веществ в открытом тигле[править | править код]

Температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле, используя величины эмпирических коэффициентов из таблицы 4:

tv=−73+0,409⋅tk+∑j=2qajlj,{\displaystyle {{t}_{v}}=-73+0,409\cdot {{t}_{k}}+\sum \limits _{j=2}^{q}{{{a}_{j}}{{l}_{j}}},}[1]

Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле:

tv=427Pv⋅D0⋅β−273,{\displaystyle {{t}_{v}}={\frac {427}{{{P}_{v}}\cdot {{D}_{0}}\cdot \beta }}-273,}[4]

  1. 1 2 3 4 5 Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 10 °C.
  2. ↑ Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 4 °C.
  3. ↑ Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 2 °C.
  4. ↑ Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 13 °C.
  • ГОСТ 12.1.044—89 (ИСО 4589—84) «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения»
  • Корольченко А. Я.,Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Асс. «Пожнаука», 2004. — Ч.I. — 713 с. — ISBN 5-901283-02-3, УДК (658.345.44+658.345.43)66.

Температура вспышки — это… Что такое Температура вспышки?

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.).

Механизм

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 растёт 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.

Измерение

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.

Расчёт

Температура вспышки индивидуальных веществ в закрытом тигле

Таблица 1
Структурная группа , °C Структурная группа , °C
C − C -2,03 C = O 11,66
C −… C -0,28 C ≡ N 12,13
C − H 1,105 N − H 5,83
C − O 2,47 O − H 23,90
C = C 1,72 C − F 3,33
C − N 14,15 C − S 2,09
C − Cl 15,11 C = S -11,91
C − Br 19,40 H − S 5,64
Si − H 11,00 P − O 3,27
Si − C -4,84 P = O 9,64
Si − Cl 10,07
Таблица 2
Класс соединений
Соединения, состоящие из:
атомов C, H, O, N;
атомов C, H, O, N, Cl

-45,5
-39,6

0,83
0,86

-0,0082
-0,0114
Соединения, содержащие атомы F, Br -57,4 0,79 -0,0147
Элементоорганические соединения,
содержащие атомы S, Si, P, Cl
-45,5 0,83 -0,0082
Таблица 3
Класс веществ a b
Алканы -73,22 0,693
Спирты -41,69 0,652
Алкиланилины -21,94 0,533
Карбоновые кислоты -43,57 0,708
Алкилфенолы -38,42 0,623
Ароматические углеводороды -67,83 0,665
Альдегиды -74,76 0,813
Бромалканы -49,56 0,665
Кетоны -52,69 0,643
Хлоралканы -55,70 0,631
Таблица 4
Структурная группа , °C Структурная группа , °C
C − C 3,63 Si − H -4,58
C −… C 6,482 −SiCl3 50,49
C = C -4,18 O − H 44,29
C − H 0,35 S − H 10,75
C − O 4,62 P − O 22,23
C = O 25,36 P = O -9,86
C − N -7,03 N − H 18,15
C − S 14,86

Температура вспышки веществ, молекулы которых содержат структурные группы, представленные в таблице 1, рассчитывается по формуле, °C:

[1]

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:

[1]

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:

[1]

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:

[2]

Значения коэффициентов a и b для различных классов органических веществ приведены в таблице 3.

Температура вспышки смесей горючих жидкостей в закрытом тигле

Температура вспышки смесей горючих жидкостей , °C, рассчитывается по формуле:

[1]

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:

[3]

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 .

Температура вспышки индивидуальных веществ в открытом тигле

Температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле, используя величины эмпирических коэффициентов из таблицы 4:

[1]

Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле:

[4]

Температура вспышки и связанные с ней параметры некоторых веществ

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

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 10 °C.
  2. Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 4 °C.
  3. Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 2 °C.
  4. Средняя квадратическая погрешность расчёта по формуле составляет 13 °C.

Литература

  • ГОСТ 12.1.044—89 (ИСО 4589—84) «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.»
  • Корольченко А. Я.,Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Асс. «Пожнаука», 2004. — Ч.I. — 713 с. — ISBN 5-901283-02-3, УДК (658.345.44+658.345.43)66

См. также

Легковоспламеняющиеся жидкости — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) — общее название жидкостей, способных к самовозгоранию либо самостоятельному горению после удаления источника зажигания[1].

В разных странах используются разные классификации легковоспламеняющихся жидкостей.

На территории Соединенных Штатов используется две классификации: по NFPA и OSHA, различия которых минимальны. Согласно классификации национальной ассоциации противопожарной защиты, ЛВЖ подразделяют на три класса[2]:

  • IA — температура вспышки менее 22,8 °С, а температура кипения менее 37,8 °С;
  • IA — температура вспышки менее 22,8 °С, а температура кипения не менее 37,8 °С;
  • IA — температура вспышки не менее 22,8 °С и менее 37,8 °С.

На территории Российской Федерации ЛВЖ, согласно ГОСТ, определяют как горючие жидкости с температурой вспышки не более 61°С в закрытом тигле или 66°С в открытом тигле, а также зафлегматизированные смеси, не имеющие вспышку в закрытом тигле[1]. Причем условно по температуре вспышке их разделяют на[3][4]:

  • особо опасные (температура вспышки −18°С и ниже (в закрытом тигле) и −13°С и ниже (в открытом тигле)). К таким жидкостям относят: акролеин, ацетальдегид, ацетон, бензины, гексан, диэтиламин, диэтиловый эфир, циклогексан, этиламин, этилформиат и др. Характерной особенностью этих веществ является высокое давление насыщенных паров даже при отрицательной температуре. В жаркую погоду внутри сосудов давление повышается, что увеличивает возможность взрыва.
  • постоянно опасные (температура вспышки −18°С — +23°С (в закрытом тигле) и −13°С — +27°С (в открытом тигле)). В эту категорию относят: бензол, трет-бутиловый спирт, гептан, дихлорэтан, диэтилкетон, изопропилацетат, изопропиловый спирт, лигроин, метилацетат, пиридин, толуол, этилацетат, этилбензол, этанол и др. Пары этих веществ образуют с воздухом взрывчатые смеси преимущественно при комнатной температуре.
  • опасные при повышенной температуре воздуха (температура вспышки +23°С — +61°С (в закрытом тигле) и +27°С — +66°С (в открытом тигле)). Сюда относят: амилацетат, бутанол, изоамилацетат, керосины, ксилол, муравьиная кислота, пентанол, пропилбензол, пропанол, скипидар, стирол, уайт-спирит, уксусная кислота, уксусный ангидрид, хлорбензол и др. Горючие системы на основе паров этих жидкостей могут образоваться только при нагревании, однако при комнатной температуре воспламенение жидкостей возможно от источника повышенной энергии (короткого замыкания электропроводки, искр электросварки, окурка и т.д.).

Существует также и европейская классификация ЛВЖ CLP, которая также делит жидкости на три категории[2]:

  • первая — жидкости с температурой кипения не выше 35 °С и температурой вспышки ниже 23 °С
  • вторая — жидкости с температурой кипения выше 35 °С и температурой вспышки ниже
  • третья — жидкости с температурой вспышки, находящейся в интервале от 23 °С до 60 °С

Причем нефтепродукты с температурой вспышки до 75 °С могут быть отнесены к третьей категории[2].

Температура вспышки | Амистад

Температурой вспышки нефтепродуктов называется температура, при которой пары образца, нагреваясь, вспыхивают при поднесении источника огня, смешиваясь с воздухом. Температура вспышки измеряется в открытом и закрытом тигле, и для первого это значение всегда выше на несколько градусов.

Определение температуры вспышки важно для достоверной информации о свойствах нефтепродукта и оценки его качества. Также этот параметр используется для разделения производственных помещений и оборудования на классы пожароопасности.

Методы определения

ГОСТ предлагает 2 основных метода определения температуры вспышки:

— в закрытом тигле,
— в открытом тигле.

Тигли – химические сосуды, предназначенные для нагревания, плавления, сжигания и других операций с опытными материалами, включая различное топливо.

Исследование в открытом тигле менее точное, потому что пары образца свободно смешиваются с воздухом и их необходимый объем набирается дольше. В паспорте качества нефтепродукта указывается температура вспышки в закрытом тигле (ТВЗ), как наиболее достоверная.

Для ее измерения сосуд наполняют топливом до указанной отметки и нагревают при непрерывном перемешивании. При открывании крышки сосуда над поверхностью смеси автоматически появляется открытый огонь. Измерение проводится через каждый градус нагревания, и во время открытия крышки помешивание останавливается. За температуру вспышки принимается значение, при котором с появлением источника огня возникает синватое пламя.

Существуют также специальные аппараты для определения температуры вспышки. Такое устройство включает следующие элементы:

  • электронагреватель мощностью 600 Вт,
  • стандартный сосуд с внутренним диаметром 50,8 мм и вместимостью около 70 мл,
  • латунная мешалка,
  • воспламенитель (электрический или газовый),
  • термометры с градуировкой в 1⁰С.

Температура вспышки различных нефтепродуктов

По температуре вспышки жидкие нефтепродукты классифицируются на легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). Температура вспышки горючих жидкостей имеет значение выше 61⁰С для закрытого тигля и выше 65⁰С для открытого. Жидкости, вспыхивающие при температуре, не достигшей этих значений, относят к легковоспламеняющимся. ЛВЖ делятся на 3 разряда:

1. Особо опасные (ТВЗ от -18⁰С и ниже).
2. Постоянно опасные (ТВЗ от -18⁰С до 23⁰С).
3. Опасные при повышении температуры воздуха (ТВЗ от 23⁰С до 61⁰С).

Температура вспышки дизельного топлива – один из важных показателей его качества. Она напрямую зависит от самого вида топлива. Например, современное ДТ ЕВРО вспыхивает при достижении значения в 55⁰С и выше.

Температура вспышки топлива для тепловозов и судовых двигателей выше, чем для дизтоплива общего применения. А летнее топливо, нагреваясь, вспыхивает на 10-15⁰С раньше, чем зимнее и арктическое.

У легких нефтяных фракций низкая ТВЗ, и наоборот. Например:

  • температура вспышки масла моторного (тяжелые масляные фракции) – 130-325⁰С,
  • температура вспышки керосина (средние керосиновые и газойлевые фракции) – 28-60⁰С,
  • температура вспышки бензина (легкие бензиновые фракции) – до -40⁰С, то есть бензин вспыхивает при минусовых значениях температуры.

Температура вспышки нефти определяется фракционным составом, но в основном ее значения отрицательны (как и для бензинов) и колеблются в пределах от -35⁰С до 0⁰С. А температура вспышки газов, как правило, вообще не определяется. Вместо этого используют значения верхнего и нижнего пределов воспламеняемости, которые зависят от содержания паров газа в воздухе.

Температура вспышки нефтепродуктов и их классификация

С поверхности жидкостей (и даже твердых тел) происходит испарение. Среди множества молекул находятся такие, у которых скорость случайным образом оказывается достаточной, чтобы вылететь за пределы жидкости и смешаться с воздухом. Эти частицы образуют пар. Чем выше температура жидкости, тем больше средняя скорость молекул и тем чаще они вылетают в атмосферу (и реже конденсируются обратно). Таким образом, система находится в термодинамическом равновесии, а пар над жидкостью является насыщенным.

Температура вспышки и воспламенения

Чтобы смесь воздуха и пара (топливного) загорелась в присутствии огня, в ней должна быть достаточная концентрация горючих молекул. Нефть состоит из множества различных фракций – более или менее летучих. Таким образом, состав нефтепродукта определяет, при какой температуре загорится его насыщенный пар. Это одна из основных характеристик топлива.

Минимальная температура, при которой пары над поверхностью горючей жидкости способны вспыхнуть от огня – это температура вспышки. Смесь сгорает быстро, новые молекулы не успевают вылететь, и пламя затухает. При дальнейшем нагреве можно достичь температуры воспламенения. Вместо вспышки на поверхности будет наблюдаться устойчивое горение. Наконец, есть температура самовоспламенения (она еще выше), при которой для возникновения пламени или взрыва не нужен источник огня.

Определение температуры вспышки

Существует несколько методик для различных веществ. Детали проведения испытаний могут отличаться (тип применяемого аппарата, скорость нагрева и перемешивания и т.д.), но идея одна и та же.

Образец (горючую жидкость) помещают в специальную емкость – тигель. Он представляет собой латунный (или из аналогичного материала) сосуд определенной формы и размера (вроде кружки с фланцем). Тигель имеет крышку с отверстиями для термометра, источника зажигания и т.д. Емкость размещают внутри аппарата, который обеспечивает необходимые условия проведения испытаний и точность получаемых результатов.

Жидкость перемешивают и нагревают с постоянной скоростью. Через определенные температурные (либо временные) интервалы сквозь отверстие в крышке в тигель опускают источник зажигания. Когда происходит вспышка, регистрируют температуру. Приводят ее значение к стандартному атмосферному давлению.

Температура вспышки дизельного топлива в закрытом тигле измеряется по ГОСТ 6356. Это нормируемая величина, ее указывают в паспорте качества. Можно определять и по международному стандарту ISO 2719, который принят в России. Документ устанавливает 2 методики для различных веществ; используется испытательный аппарат Пенски-Мартенса. В открытом тигле также можно измерять температуру вспышки; она будет несколько выше. Тепло и молекулы топлива рассеиваются во внешней среде.

Классификация горючих жидкостей по температуре вспышки

Деление на категории в разных странах может различаться. В России из группы горючих жидкостей выделяют легковоспламеняющиеся: ≤ 61ºС в закрытом тигле (в открытом – не более 66ºС). В свою очередь, ЛВЖ делятся на 3 разряда. Дана температура вспышки в закрытом тигле, в скобках – в открытом.

  • Особо опасные: ≤ -18 (-13)ºС – бензин, ацетон, диэтиловый эфир.
  • Постоянно опасные: -18…+23ºС (-13…+27ºС) – лигроин, толуол, этилбензол, этиловый спирт.
  • Опасные при повышенной температуре воздуха: +23…+61ºС (+27…+66ºС) – керосин, скипидар, пропилбензол.

Чем легче нефтяные фракции (раньше выкипают в ректификационной колонне), тем ниже их температура вспышки. Для ДТ общего назначения она должна быть от 40ºС (Л, Е) или от 30ºС (З, А) и выше. Летний и межсезонный дизель для судов, тепловозов и газовых турбин имеет  не ниже 62ºС, т.е. он уже не относится к легковоспламеняющимся жидкостям.

Температура вспышки бензина – ниже -40ºС. Этот показатель не нормируется ГОСТ. Для керосина  составляет +28…+60ºС, для моторного масла – от +130 до +325ºС. Температура вспышки нефти обычно находится в пределах -35…0ºС и зависит от состава.

Статья о том как определяют Точку вспышки и что этот параметр технического описания означает для пользователя. — Семинары и статьи

 

Точка вспышки – это самая низкая температура при которой жидкость или вещество в твердом состоянии переходит в газообразное состояние и газа становится достаточно для образования горючей смеси, которая состоит из воздуха и газа вблизи поверхности этого материала. Чем ниже температура точки вспышки, тем больше опасность возгарания.
Точка вспышки является относительным значением и не нужно думать, что эта температура является четкой границей между опасными и безопасными условиямихранения и применения.
Температура Точки вспышки определяется различными методами. которые дают разные результаты. Существуют два основных метода – в открытой и закрытой емкости.
Два метода используются, так как для самовозгорания нужно обязательно свободное пространство, например в закрытой бочке – это пространство над уровнем жидкости.
Точка вспышки продукции LPS определяется по методу TCC. Это разновидность метода определения точки вспышки в закрытой емкости.
По нашему мнению метод ТСС позволяет определить наиболее точно точку вспышки.
По этой методике для определения точки вспышки мы помещаем канистру с горючей жидкостью в емкость с водой. Эту воду мы начинаем подогревать. Термометры помещаем в тестируемую жидкость и воду.
При нагревании воды происходит нагревание жидкости в канистре. Жидкость в канистре начинает испаряться. Переодически мы открываем крышку в канистре и подносим горелку.
Мы делаем это до тех пор, пока не происходит вспышка. Как правило это происходит в виде хлопка. Мы записывает температуру жидкости в канистре при которой произошло воспламенение. Это и будет Температура точки вспышки для жидкости в бочке или канистре. Эта температура указывается в описании к каждому продукту.
Означает ли это, что при нагреве жидкости до данной температуры она обязательно загорится.
Нет это не так. Это означает, что если температура жидкости будет выше точки воспламенения, то в закрытом пространстве при накоплении достаточного количества паров возможно воспламенение при контакте с огнем или искрой.

Добавить комментарий

Ваш комментарий:

Внимание! Мы не публикуем отзывы:

  • написанные ЗАГЛАВНЫМИ буквами,
  • содержащие ненормативную лексику или оскорбления,
  • не относящиеся к потребительским свойствам конкретного товара,
  • рекламного характера (номера телефонов, icq, адреса, ссылки на другие сайты).

Важно! Вопросы по поставкам товара («когда появится?», «а будет другого цвета?», «привезите!») задавайте, пожалуйста, в нашей группе в социальных сетях


Точка воспламенения

Точка воспламенения

Точка воспламенения – это характеристика горючих жидкостей, которая даже важнее НПВ. Это вызвано тем, что точка воспламенения  учитывает не только НПВ (нижний предел взрываемости), но и давление паров. Во всех жидкостях давление паров зависит от температуры. Давление паров ниже атмосферного давления, оно увеличивается с повышением температуры и сравнивается с атмосферным давлением в начале кипения. Давление паров создается возбужденными молекулами, проникающими сквозь поверхность 

жидкости, образуя смесь с молекулами воздуха над ней. Можно вычислить образовавшуюся в результате этого концентрацию паров, установив отношение между давлением паров и атмосферным давлением. В списке газов, определяемых измерительной головкой, получаем сведения по давлению паров при 20°C, например, паров этанола p 20 =59 мбар. При атмосферном давлении 1013 мбар концентрация паров составит 59*100/1013 = 5.9 объемн. %.  Таким образом, в закрытом сосуде, заполненным жидким этанолом, над поверхностью жидкости образуется смесь воздуха с этанолом с онцентрацией 5.9 объемн. %. Это максимально возможная концентрация при 20 °C, так называемая  “концентрация насыщенного пара”. Более высокую концентрацию можно получить лишь при нагревании, более низкую – при охлаждении. 

Понизим температуру до 12 °C. Давление паров составит около 35 мбар, в результате чего концентрация паров будет равна 3,5 объемн. %. Эта концентрация нам хорошо известна: это НПВ этанола. Понизим температуру до 5 °C. Давление паров снизится приблизительно до 22 мбар, в результате концентрация паров составит лишь 2,2 объемн. %. Эта величина ниже НПВ. При такой температуре нет шансов достичь концентрации НПВ! Но при повышении температуры до 12 °C НПВ достигнут или даже слегка превышен. Мы говорим: точка воспламенения этанола равна 12°C. Точка воспламенения – это температура, при которой давление паров жидкости настолько высоко, что они воспламеняются по стандартизованной методике. Данная концентрация приблизительно равна НПВ паров (немного больше). Ориентировочно можно сказать, что точка воспламенения – это связанное с безопасностью значение, учитывающее НПВ и давление паров.

 

 

Низкая точка воспламенения (менее 20 °C) указывает на то, что жидкость крайне опасна, точка воспламенения выше 55 °C указывает на то, что в обычных условиях жидкость не может  образовывать горючую смесь с воздухом. Охлаждение горючих жидкостей на 5 … 10 градусов ниже их точки воспламенения гарантирует их безопасное использование. Используя приведенную ниже таблицу с давлениями паров, постарайтесь объяснить, почему отсутствует опасность взрыва при хранении нонана (НПВ = 0.7 объемн. %) при комнатной температуре (20 °C) (температура кипения нонана = 150°C):

 

 

Кстати: точка воспламенения рома, содержащего 33 % этанола, — около 32 °C, и он не воспламеняется при комнатной температуре;  точка спламенения рома с 54 % этанола = 22°C, он воспламеняется (горящий пунш). 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *