Автоматизированная информационно-справочная система требований пожарной безопасности (в соответствии с нормами строительного проектирования) “Экспертиза

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
(обязательное)

МЕТОДЫ РАСЧЕТЫ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ПО ГАЗО- И ПАРОВОЗДУШНЫМ СМЕСЯМ

Методы расчета применимы для индивидуальных органических веществ, состоящих из атомов С, H, О, N, Сl (не более одного атома хлора в молекуле) и их смесей. В случаях, оговоренных в пп. 2 и 3, в состав смесей могут входить водород, диоксид углерода, азот, водяной пар. Относительная средняя квадратическая погрешность расчетных значений концентрационных пределов распространения пламени не превышает 20 %.

Методы расчета концентрационных пределов распространения пламени индивидуальных веществ для начальной температуры 25 °С.

1.1. Нижний предел (jн) в % об. вычисляют по формулам

, (43)

или

, (44)

где hf - эмпирический параметр теплоты образования вещества, моль·кДж-1;

- стандартная теплота образования вещества в газообразном состоянии при 25 °С, кДж·моль-1 ;

hj, hr, hs, - коэффициенты, характеризующие вклад j-х атомов (С, H, О, N, Сl), r и s-х структурных групп, влияющих на нижний предел;

mj, mr, ms - число атомов j-го элемента, r и s-х структурных групп в молекуле вещества;

l, p, q - число химических элементов и типов структурных групп в молекуле вещества.

Значения коэффициентов hj, hr, hf приведены в табл. 21.

Tаблица 21

hj

hr

hf ,

hc

hH

hO

hN

hCl

моль·кДж-1

9,134

2,612

-0,522

-0,494

-3,57

7,88

0,50

0,0246

Значения коэффициентов hs, приведены в табл. 22.

Таблица 22

Вид структурной группы

hs

Вид структурной группы

hs

C - C

3,75

C - Cl

0,71

C = C

11,10

O - H

0,52

C - H

4,47

N - H

1,90

C - O

0,90

N - N

13,84

C = C

3,12

CC

31,05

C - N (трехвалентный)

2,27

44,13

1.2. Верхний предел распространения пламени (jв) в % об. вычисляют в зависимости от величины стехиометрического коэффициента кислорода (b) по формулам:

при ; (45)

при b > 8, (46)

где hj, qs, - коэффициенты, учитывающие химическое строение вещества;

mj - число связей j -го элемента.

Значения коэффициентов hj и qs приведены в табл. 23 и 24.

Таблица 23

Вид структурной группы

hj

Вид структурной группы

hj

C - C

-0,84

C = O

1,31

CC

0,89

C - N

-1,17

C = C

0,24

CN

2,07

CC

1,93

C - Cl

0,71

C - H

1,39

N - H

0,69

C - O

-1,40

O - H

1,25

Таблица 24

Вид структурной группы

qs

-1,47

цикл неароматический

9/mc

11,1

2. Метод расчета концентрационных пределов распространения пламени для смесей горючих веществ при начальной температуре 25 °С.

Метод предназначен для веществ, не вступающих между coбой в химическую реакцию при начальной температуре. В число компонентов смеси может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого не должна превышать 75 % от суммы гopючих компонентов смеси. Негорючими компонентами смеси являются диоксид углерода, азот и водяной пар. В число компонентов смеси не входит кислород.

Нижний jн (верхний jв) предел распространения пламени для смеси горючих веществ в % об. вычисляют по формуле

, (47)

где jк - концентрация k-го горючего компонента смеси, % об.;

jп к - нижний или верхний предел для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;

n - число горючих компонентов смеси.

Если предел (jп к) какого-либо компонента смеси неизвестен, его вычисляют, как указано в п. 1.

3. Методы расчета пределов распространения пламени для смесей горючих веществ с негорючими при выпуске их в воздух для начальной температуры 25 °С.

Данные методы расчета применяются в том случае, если компоненты смеси не вступают между собой в химическую реакцию при начальной температуре, негорючими компонентами смеси являются диоксид углерода, азот и водяной нар. В число горючих компонентов смеси может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого не должна превышать 75 %. В число компонентов смеси не входит кислород.

3.1. Нижний концентрационный предел распространении пламени для смеси (jн) в % об. вычисляют по формуле

, (48)

где nв - число молей воздуха, приходящееся на 1 моль исходной смеси, определяют по формуле

, (49)

где jн к - нижний предел распространения пламени k-го горючего компонента, % об.;

j j - концентрация j-го негорючего компонента, % об.;

Cj - коэффициент j-го негорючего компонента;

m - число негорючих компонентов смеси.

Значения коэффициента Cj приведены в табл. 25.

Таблица 25

Негорючий компонент смеси

Cj

Азот

0,988

Водяной пар

1,247

Диоксид углерода

1,590

3.2. Верхний предел распространения пламени для смеси (jв) в % об. вычисляют по формуле

, (50)

где jв k - верхний предел распространения пламени для бинарной смеси k-го горючего компонента с воздухом, % об.;

jв j - верхний условный предел распространения пламени j-го негорючего компонента, вычисляемый для каждого негорючего компонента по формуле

, (51)

где jф - минимальная флегматизирующая концентрация негорючего компонента, % об.;

Кф - коэффициент флегматизации.

Минимальную флегматизирующую концентрацию (jф) каждого негорючего компонента в % об. вычисляют по формуле

, (52)

где - коэффициент теплоты образования смеси горючих компонентов в газообразном состоянии, моль·кДж-1;

- свободные члены;

- коэффициенты атомов и структурных групп горючих компонентов (их значения приведены в табл. 26);

mj - число атомов j-го вида в смеси горючих компонентов

Таблица 26

Коэффициенты

Значение коэффициента при разбавлении смеси

азотом

водяным паром

диоксидом углерода

0,865·10-2

0,802·10-2

0,736·10-2

1,256

0,780

0,584

2,528

1,651

1,292

0,759

0,527

0,427

0,197

0,446

0,570

-0,151

-0,147

-0,133

1,500

1,500

1,500

2,800

2,236

2,020

5,946

5,000

4,642

1,486

1,250

1,160

-2,973

-2,500

-2,321

0

0

0

0

0

0

Для смеси горючих компонентов величины в кДж·моль-1 и mj вычисляют по формулам

, (53)

, (54)

где - стандартная теплота образования k-го горючего компонента в газообразном состоянии, кДж·моль-1;

mj - число j-х атомов в молекуле k-го горючего компонента.

Если среди горючих компонентов смеси отсутствуют молекулярный водород, моноксид углерода и уксусная кислота, то значение коэффициента флегматизации Кф берут из табл. 27. В противном случае Кф вычисляют по формуле (55) с использованием данных табл. 27.

, (55)

где Кф k - коэффициент флегматизации k-го горючего компонента данным флегматизатором.

Таблица 27

Кф при флегматизации

Флегматизатор

органических веществ

молекулярного водорода

монооксида углерода

Азот

0,100

0,003

0,020

Диоксид углерода

0,190

0,018

0,096

Водяной пар

0,160

0,003

-

4. Метод расчета пределов распространения пламени при повышенных температурах.

При температурах (t) в диапазоне от 25 до 150 °С нижний (jн t) и верхний (jв t) пределы распространения пламени в % об. вычисляют по формулам

; (56)

. (57)

назад

Автоматизированная информационно-справочная система требований пожарной безопасности (в соответствии с нормами строительного проектирования) “Экспертиза