37. Концентрационный и температурный пределы воспламенения

НКПВ – такая минимальная концентрация вещества, при которой происходит воспламенение от источника и пламени на весь его объем. ВКПВ – максимальна концентрация при которой все еще происходит воспламенение. Между ними – область воспламенения.

При горении газов, паров, пыли большая скорость горения, по этому пределы воспламенения иногда называют приделами взрываемости. Область горения для газа, паров, пыли может быть в каждой части смеси. Вещество более опасно, чем меньше НКПВ и больше область воспламенения. Кроме концентрационных приделов применяют и температурные (НТПВ, ВТПВ), т. е. такие температуры при которых достигается НКПВ и ВКПВ.

Иногда вместо НТПВ принимают температуру вспышки. При температуре вспышки пары сгорают, но новые пары не образуются (не испаряются) из–за недостаточного нагрева, так как необходима НТПВ.

Для ЛВЖ температура воспламенения больше температуры вспышки на 1 – 5°С, для горючих жидкостей на 30 – 50° С. Чем ниже температура вспышки, тем более пожаровзрывоопасный груз. Температура вспышки принять за основу классификации ЛВЖ по степени опасности.

38. Характеристики горения

Процесс горения жидкостей состоит из: испарения и сгорания паро-воздушной смеси.

Испарение – переход жидкости в пар по свободной поверхности при температуре меньше температуры кипения. Испарение – процесс эндотермический. Эндотермическая реакция – химическая реакция, при которой реагирующая система поглощает тепло из окружающей среды.

Скорость испарения зависит от температуры и давления, она максимальна в вакууме или в неограниченном объеме. Поэтому наиболее опасны ситуации при пустом или полупустом танкере (дегазация, замена груза).

В закрытом сосуде при определенной температуре наступает момент динамического равновесия, т.е. количество испаряемых молекул равно количеству конденсируемых. Пар в состоянии динамического равновесия – насыщенный.

Давление насыщения пара зависит от температуры и природы жидкости. При температуре кипения давление пара равно атмосферному давлению. Для индивидуальной (чистой) жидкости давление насыщенного пара постоянно, для смесей – зависит от состава и температуры кипения составляющих. В смеси оно больше чем больше низкокипящих компонентов. В смеси с начала испаряются легкие компоненты, по этому: наиболее опасны начальные периоды испарения, когда испарение максимально; скорость испарения со временем снижается.

Теплота для испарения жидкости из зоны горения поступает путем излучения. Распространение невозмущенного пламени произвольной формы в каждой точке фронта по нормали к его поверхности – нормальное горение, а скорость этого процесса – нормальная скорость горения.

Для предотвращения образования взрывоопасной смеси груза с воздухом используют флегматизаторы. Они делятся на физические (инертные газы) и химические (ингибиторы). Инертные газы снижают температуру горения, что снижает концентрационные пределы взрывоопасности и, при определенной концентрации инертных газов, кривые НКПВ и ВКПВ сходиться и находятся в точке которая называется мысом области взрываемости.

При эксплуатации танкеров, при любых технологических операциях, связанных с инертизацией среды в емкостях содержание кислорода в газовом пространстве должно быть снижено до максимально допустимых взрывобезопасных концентраций для данного разбавителя.

Источником воспламенения может быть: нагретое тело, пламя, электрическая дуга, экзотермическая реакция, проявление механической энергии (удар, сжатие, трение), зона горения при установившемся процессе горения, разряд статического электричества.