Методы и аппаратура для измерения т-ры воспламенения стандартизованы. Для жидкостей этот показатель определяется в открытом тигле, используемом также для измерения т-ры вспышки. Т-ру воспламенения следует отличать от т-ры самовоспламенения, характеризующей возникновение горения в отсутствие источника зажигания (см. Самовозгорание). Эти т-ры различаются на сотни градусов (табл. 1).
Т-ра воспламенения твердых материалов (табл. 2) определяется по миним. т-ре горючего в-ва или окисляющей среды, при к-рой возникает пламенное горение. Для этого нагретый воздух пропускают через термостатируемый цилиндр, снабженный внеш. электрообогревом, в к-рый помещен образец с заданными размерами и плотностью укладки.
Табл. 1.-ТЕМПЕРАТУРЫ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ, САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ВСПЫШКИ НЕКОТОРЫХ
ЖИДКОСТЕЙ
В-во
|
Т. воспл., °С
|
Т самовоспл., °С
|
Т. всп., °С
|
-9
|
465
|
- 18
|
|
Бензин "галоша"
|
- 17
|
350
|
- 17
|
- 15
|
260
|
- 18
|
|
7
|
536
|
4
|
|
47
|
260
|
33
|
|
43
|
340
|
35
|
|
Этилцеллозольв
|
52
|
235
|
40
|
Табл. 2.-ТЕМПЕРАТУРЫ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ
ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
В-во
|
Т. воспл., °С
|
Т. самовоспл., °С
|
Древесина сосновая
|
236
|
405
|
Картон кровельный
|
227
|
365
|
315
|
395
|
|
220
|
400
|
Миним. энергия зажигания для наиб. распространенных горючих в-в - углеводородов составляет десятые доли МДж, для ряда иных в-в (Н2, бораны и др.) - сотые и даже тысячные доли МДж.
Пределы воспламенения (правильнее - концентрац. пределы распространения пламени) - это предельные концентрации горючего в-ва в воздухе или др. окислит. среде, при к-рых еще возможно распространение пламени по всей горючей смеси от источника зажигания. Различают нижний (НКПВ) и верхний (ВКПВ) пределы, характеризуемые соотв. миним. и макс. содержанием горючего в-ва в смеси, к-рые выражаются в % по объему или в г/м3. Пределы воспламенения - важнейший показатель пожаровзрывоопасных св-в в-ва. По ним в соответствии с общесоюзными нормами и стандартами категорируют объекты по пожаро- и взрывоопасности, определяют миним. взрывоопасное содержание О2 в горючей смеси (МВСК), флегматизирующие концентрации разбавителей и др.
Область воспламенения - диапазон составов горючих смесей между НКПВ и ВКПВ. Смеси, относящиеся к этой области, взрывоопасны. Способностью образовывать указанные смеси с разл. окислителями обладают горючие газы и пары, а также взвеси измельченных твердых горючих материалов. Последние характеризуются НКПВ, поскольку смеси, отвечающие ВКПВ, практически никогда не образуются.
Согласно теории, разработанной Я. Б. Зельдовичем, пределы воспламенения определяются тепловыми потерями из пламени и характеризуются предельной скоростью его распространения: где и-скорость пламени без тепловых потерь; е-основание натуральных логарифмов. Существенное влияние на распространение пламени в сравнительно медленно горящих т. наз. околопредельных газовых смесях оказывают естеств. конвекция и диффузия в зону р-ции недостающего компонента из свежей смеси. Естеств. конвекция, сопровождающая развитие пламенного очага (т. наз. термика), обусловливает искажение его первоначально сфе-рич. формы и трехстадийный характер распространения, а также производит гасящее действие на пламя. Избират. диффузия способствует расширению области воспламенения. Пределы воспламенения зависят от т-ры и давления. Область воспламенения с повышением т-ры расширяется по линейному закону. Увеличение давления приводит к повышению ВКПВ углеродсодержащих соединений. Пределы воспламенения в-в, не содержащих атомов углерода, а также НКПВ разл. соединений при возрастании давления не изменяются. При разрежении для любых горючих смесей характерно наличие предела распространения пламени по давлению (103 Па - для углеводородов, 102 Па - для водорода).
Пределы воспламенения находят экспериментально, а НКПВ также расчетным путем. Пределы воспламенения газов определяют в стандартной стеклянной трубе диам. 50 мм и вые. 1500 мм при зажигании газов искрой у открытого ниж. конца по визуально наблюдаемому распространению пламени. При установлении пределов воспламенения медленно горящих в-в и измерении флегматизирующих концентраций, когда значительно влияние своб. конвекции, используют цилиндр диам. 300 мм и выс. 700 мм. НКПВ аэрозолей определяют в стандартном приборе - стеклянном цилиндре, в к-ром навеска в-ва распыляется и зажигается электроспиралью (или пиротехн. таблеткой).
Наиб. просто НКПВ рассчитывают по ф-ле: НКПВ = 0,5Сстех, где Сстех-концентрация горючего в-ва в воздухе, соответствующая стехиометрич. соотношению компонентов горючей смеси. Более точно НКПВ (а также МВСК и флегматизирующие концентрации) углеводородов находят по спец. ф-лам. В случаях аэрозолей применяют след. ф-лы: для мелкодисперсных аэрозолей (частицы размером < 10 мкм) - НКПВ (г/м3) = 0,41 М*НКПВП, для крупнодисперсных (>40 мкм) - НКПВ=0,164 М*НКПВП (где М - мол. масса в-ва, НКПВП - НКПВ пара в-ва, % по объему).
===
Исп. литература для статьи «ВОСПЛАМЕНЕНИЕ В ПОЖАРНОМ ДЕЛЕ»: Зельдович Я. Б., "Ж. эксперим. и теорет. физики", 1941,
в. 1, с. 159-69; Пожарная опасность веществ и материалов, применяемых в
химической промышленности. Справочник, под ред. И. В. Рябова, М., 1970;
Монахов В.Т., Методы исследования пожарной опасности веществ, 2 изд., М.,
1979; Баратов А. Н. [и др.], "Пожарное дело", 1984, № 4 с. 24-26. А.
Н. Баратов.
Страница «ВОСПЛАМЕНЕНИЕ В ПОЖАРНОМ ДЕЛЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.