 |
Определение температуры вспышки и температуры воспламенения горючих жидкостей
|
|
|
|
Цель работы
1) Определить температуру вспышки индивидуальных органических веществ.
2) Определить температуру воспламенения индивидуальных органических веществ.
Введение
Температура вспышки ориентировочно характеризует температурные условия, при которых жидкость становится огнеопасной в условиях аварийного разлива или в открытых ёмкостях.
Температура вспышки – наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над ее поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает.
Температуру вспышки определяют в открытом тигле и в закрытом тигле на специально предназначенных для этих целей приборах.
Экспериментальный метод определения температуры вспышки основан на нагревании определенной массы вещества с заданной скоростью: периодически зажигая выделяющиеся пары, устанавливают наличие или отсутствие воспламенения при фиксируемой температуре.
Значения температур вспышки используют при оценке качества нефтепродуктов, классификации жидкостей по степени пожаровзрывоопасности, а также при категорировании производственных помещений по взрывопожарной и пожарной опасности.
По температуре вспышки (tвсп) жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). К ЛВЖ относятся жидкости с tвсп в закрытом тигле не выше 61°С или в открытом тигле не выше 66°С. В свою очередь, ЛВЖ подразделяются по температуре вспышки на три разряда (табл.5.1). Горючая жидкость (ГЖ) – жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая tвсп выше 61 (в закрытом тигле) или 66°С (в открытом тигле).
|
|
|
Таблица 5.1 – Классификация легковоспламеняющихся жидкостей
| Разряд ЛВЖ | Наименование разряда ЛВЖ | Температура вспышки, °С | |
| в закрытом тигле (з.т.) | в открытом тигле (о.т.) | ||
| I | Особо опасные | не выше –18 | не выше –13 |
| II | Постоянно опасные | от –18 до 23 | от –13 до 27 |
| III | Опасные при повышенной температуре | от 23 до 61 включительно | от 27 до 66 включительно |
Типичными представителями особо опасных ЛВЖ (I разряд) являются: диэтиловый эфир, ацетон, бензины и др. Эти вещества обладают высоким давлением насыщенного пара при обычных температурах хранения. В жаркую погоду они создают довольно высокое давление внутри сосудов, что увеличивает опасность.
Постоянно опасные ЛВЖ (II разряд) – это бензол, этиловый спирт и др. Жидкости II разряда опаснее жидкостей I разряда, так как они при комнатной температуре способны создавать взрывоопасные смеси в закрытых сосудах.
К жидкостям III разряда – опасным при повышенной температуре воздуха ЛВЖ – относятся: скипидар, керосин, уайт-спирит и др.
Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что при воздействии на них источника зажигания наблюдается воспламенение; при этом образуется устойчивое горение.
Сущность экспериментального метода определения температуры воспламенения заключаетя в нагревании определенной массы с заданной скоростью: периодически зажигая выделяющиеся пары, устанавливают наличие или отсутствие воспламенения при определенной температуре. При температуре воспламенения устанавливается постоянный (стационарный) процесс горения.
Значение температуры воспламенения применяют: при определении группы горючести вещества; при оценке пожарной опасности оборудования и технологических процессов, связанных с переработкой горючих веществ; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности. Его необходимо также включать в стандарты и технические условия на жидкости.
|
|
|
Справочные данные используемых в работе веществ приведены в приложении Д.
Определение температуры вспышки
Описание прибора
1 – корпус; 2 – тигель; 3 – нагревательная ванна; 4 – мешалка; 5 – гибкий привод; 6 – фитиль (газовая микрогорелка); 7 – рычаг поворота; 8 – термометр
Рисунок 5.1 – Схема прибора ПВНЭ для определения температуры вспышки
Прибор ПВНЭ (рис.5.1) состоит из корпуса (1), в который устанавливается тигель (2) с исследуемой жидкостью. Тигель имеет сверху фланец с двумя крючками для извлечения его из электрической нагревательной ванны (3). На внутренней стороне тигля имеется кольцевая риска, являющаяся указателем уровня исследуемого продукта. Жидкость в тигле перемешивается лопастями мешалки (4), которая приводится в действие гибким приводом (5).
В крышке тигля три трапециевидных отверстия, которые при нагревании жидкости закрыты. На крышке тигля расположено зажигательное приспособление (6), которое в момент определения температуры вспышки вводят через одно из трапециевидных отверстий с помощью рычага поворота (7) в паровоздушное пространство тигля. Температуру исследуемой жидкости контролируют термометром (8). Крышку тигля перемещают пружиной, находящейся в колонке механизма для перемещения заслонки.
Нагревательная печь состоит из корпуса треножника (закрытого крышкой), в центре которого расположен стакан с нагревателем из нихромовой проволоки. Внутри корпус заполнен теплоизоляционным материалом.
Скорость нагрева тигля (2) с определяемым веществом регулируется лабораторным трансформатором (ЛАТР) (интенсивность нагрева 2°С/мин), к которому присоединена печь, а периодическое перемешивание жидкости мешалкой (4) обеспечивает равномерность ее нагрева.
Порядок выполнения работы
Студент приступает к работе на приборе ПВНЭ, полностью подготовленном для определения температуры вспышки исследуемого вещества.
1) Получите у преподавателя наименование исследуемой жидкости (бутиловый или изобутиловый спирты).
2) Для расчета температуры вспышки (tвсп расч, °С) индивидуальных жидких веществ в закрытом тигле используется формула[6]:
|
|
|
tвсп расч = – a + b tкип (5.1)
где tкип – температура кипения вещества, °С (приложение Д);
a, b – эмпирические коэффициенты; для спиртов, исследуемых в настоящей работе:
а = 53,37; b = 0,693.
Средняя квадратичная погрешность расчета
d = 1,4°С.
3) Рассчитайте ориентировочную величину температуры вспышки (tвсп зап, °С) для проведения эксперимента в закрытом тигле по формуле:
tвсп зап = tвсп расч – С (5.2)
где С – константа запаса, °С; С = 5°С.
4) Включите прибор в электросеть.
5) Установите скорость нагрева жидкости с помощью ЛАТРа.
6) Откройте газовый баллон и подожгите газ, поступающий из фитиля микрогорелки. При необходимости отрегулируйте величину пламени (должен быть «синий шарик» диаметром 3-5 мм).
7) Перемешивайте жидкость с помощью гибкого привода мешалки.
8) При достижении ориентировочной температуры вспышки tвсп зап начинайте проверять наличие вспышки паров жидкости. Для этого поворотом головки пружинного рычага введите фитиль (газовую микрогорелку) с пламенем в открывшееся отверстие в крышке прибора. Отверстие должно открываться не более чем на 1 секунду. В момент проверки на вспышку перемешивание жидкости прекратите.
9) При отсутствии вспышки продолжайте нагревание, повторяя проверку на вспышку через 1-2 градус повышения температуры. Периодическую проверку на вспышку ведите до того момента, пока в отверстии не вспыхнет синее пламя.
Температура, при которой визуально наблюдается синее пламя над поверхностью жидкости, принимается за температуру вспышки.
10) Результаты работы внесите в протокол 5.1.
11) Сравните экспериментальные и справочные данные температуры вспышки (приложение Д). Приемлемыми считаются отклонения на 2-3°С.
12) Установите разряд исследуемой ЛВЖ по экспериментальным данным с помощью табл.5.1.
Протокол 5.1
Наименование исследуемой жидкости ……………………….
Справочная температура вспышки tвсп спр, °С (прил.Д)………..
Расчетная температура вспышки tвсп расч, °С…………………….
|
|
|
Атмосферное давление Ратм, мм рт. Ст………………………….
| Параметры | Опыты | |||||
| Температура жидкости, °С | ||||||
| Проверка на вспышку (да/нет) |
Экспериментальная температура вспышки tвсп эксп, °С...................
|
|
|
