Температура вспышки дизельного топлива. Вспышка бензина


Характерные температуры

К ним относятся температуры, характеризующие те или иные физические свойства или фазовые переходы (агрегатные состояния) нефтяных фракций и товарных (коммерческих) нефтепродуктов. Характерные температуры представляют эксплуатационные свойства топлив, масел, парафинов, битумов и т. д. и входят в соответствующие стандарты.

Температура вспышки - это минимальная температура, при которой в стандартных условиях образующиеся над поверхностью нефтепродукта (или стабильного газового конденсата) пары в смеси с окружающим воздухом образуют горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени или электрической искры (зажигательное приспособление) и гаснущую из-за недостатка горючей массы в этой смеси. Эта температура является характеристикой пожароопасных свойств нефтепродуктов, на ее основе классифицируют промышленные объекты нефтепереработки по категориям пожарной опасности. Чем легче нефтяная фракция (меньше ее температура кипения), тем ниже ее температура вспышки (например, для бензиновых фракций -40 °С, для керосиновых и дизельных фракций 35-60, для мазутов 130— 250 °С). В зависимости от конструкции стандартных приборов различают температуру вспышки в открытом тигле по ГОСТ 26378-84 и в закрытом тигле (прибор с крышкой и автоматическое приспособление поднесения пламени) по ГОСТ 1421-79. В открытом тигле температура вспышки всегда заметно выше, чем в закрытом, где пары накапливаются быстрее и горючая смесь образуется при более низкой температуре.

Все вещества с температурой вспышки в закрытом тигле ниже 61 °С относят к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ). Температура вспышки в закрытом тигле соответствует минимальной концентрации паров нефтепродукта в воздухе, при которой такая горючая смесь вспыхивает (взрывается). Для каждого горючего вещества существуют пределы взрываемости его паров с воздухом - нижний и верхний. Нижний предел взрываемости (НПВ) -это та минимальная концентрация паров горючего вещества в воздухе, при которой избыток воздуха не позволяет развиваться (начаться) реакции горения. Верхний предел взрываемости (ВПВ) - та максимальная концентрация паров горючего вещества в воздухе, при которой недостаток кислорода воздуха не позволяет развиваться (продолжаться) реакции горения. В качестве примера приведены значения пределов взрываемости (воспламеняемости) некоторых горючих веществ (табл. 2.5).

Температура воспламенения - это минимально допустимая температура, при которой смесь паров нефтепродукта с воздухом над его поверхностью

при поднесении пламени вспыхивает и не гаснет (устойчивое пламя). Эта температура определяется в открытом тигле, и она на десятки градусов выше температуры вспышки в открытом тигле.

Температурой самовоспламенения называют температуру, при которой соприкосновение нефтепродукта с воздухом вызывает его воспламенение и устойчивое горение без поднесения внешнего источника огня (электрической искры). На этом свойстве топлива основана работа дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в отличие от бензиновых ДВС, в которых смесь паров бензина с воздухом воспламеняется от электрической искры. Температура самовоспламенения выше температуры вспышки и воспламенения на несколько сотен градусов. Определяют температуру самовоспламенения в открытом тигле нагреванием до появления пламени (бензины 300-480 °С, керосины 220-380, дизельные топлива 240-380, мазуты 280-420 °С) по ГОСТ 13920-68. Температура самовоспламенения зависит не от испаряемости, а от химического состава нефтяной фракции. Чем выше молекулярная масса, тем ниже температура самовоспламенения нефтепродукта.

Температурой помутнения считается та максимальная температура, при которой в проходящем свете топливо меняет прозрачность (мутнеет из-за начала образования микрокристаллов твердых парафинов и примесей воды) в визуальном сравнении с прозрачным эталонным образцом. Ее определяют для авиабензинов, реактивных и дизельных топлив (ГОСТ 5066-91). Температура помутнения характеризует низкотемпературные свойства', например, для дизельных топлив она в пределах от 0 до минус 35 °С.

Температура начала кристаллизации является характеристикой низкотемпературных свойств авиабензинов и реактивных топлив, начало кристаллообразования нафтеновых и ароматических углеводородов в которых происходит при температурах ниже минус 50 °С. Эта температура определяется в проходящем свете визуально (ГОСТ 5066-91). Так же как и температура помутнения, температура начала кристаллизации характеризует предельную температуру фильтрации топлива, т. е. еще нормальную работу фильтров тонкой очистки топлива в системе подачи его в двигатель.

При температуре застывания нефтепродукт теряет подвижность (текучесть) по причине образования кристаллов парафинов, образования коллоидного (стеклообразного) состояния, резко увеличивающих вязкость жидкости. Эта температура соответствует состоянию, при котором охлажденная в пробирке жидкость не изменяет уровня при наклоне пробирки под углом 45° (ГОСТ 20287-91).

Температура плавления характеризует свойства твердых кристаллических нефтепродуктов - парафинов, церезинов и восков; она определяет температуру фазового (агрегатного) перехода из твердого состояния в жидкое (ГОСТ 4255-75). Например, для нефтяных высокоочищенных парафинов температура плавления для разных марок равна 50-52, 52-54 и до 58-62 °С, для церезинов 65-70, 70-75 и до 80-85 °С.

Температура размягчения - важная характеристика твердых коллоиднообразных нефтепродуктов (гудроны, битумы), определяемая методом «кольцо-шар» (ГОСТ 11506-73). Температура размягчения твердых битумов: строительных марки БН 50/50 - не ниже 50 °С, марки БН 90/10 - не ниже 90 °С; кровельных марки БНК 45/180 - 40-50 °С, марки БНК 90/30 - 85-95 °С; хрупких нефтяных битумов марки Б - 110-110 °С, марки Г - 125-135 °С; вязких дорожных битумов марки БНД 200/300 -не менее 35 °С, марки БНД 40/60 - не менее 51 °С. Эта температура характеризует твердость битумов.

Температурой каплепадения считается наименьшая температура падения первой капли консистентного продукта (битум, воск, солидол, вазелин и др.) из отверстия стандартного прибора. Эта температура характеризует консистентные либо пластичные свойства смазок, или текучесть битумов. Например, антифрикционная смазка Солидол Ж должна иметь температуру каплепадения не менее 78 °С, многоцелевая смазка Литол-24 - не менее 185, смазка автомобильная AM (карданная) - не менее 115 °С.

Температура хрупкости характеризует низкотемпературные свойства битумов, т. е. склонность их к растрескиванию и ломке при низких температурах (ГОСТ 11507—78). Эта температура характеризует прочность битумов и морозостойкость (например, для дорожных битумов она должна быть не выше минус 10 °С для марки БНД 40/60 и минус 20 °С для марки БНД 200/300).

enciklopediya-tehniki.ru

Температура вспышки дизельного топлива: ГОСТ, в закрытом тигле, зимнего и летнего ДТ, на что влияет

Одной из характеристик дизельного топлива, устанавливаемых соответствующими ГОСТами и другими нормативными документами, является температура вспышки дизельного топлива. Этот параметр не относится к основным, но по его числовому значению судят о фракционном составе и пожароопасности горючего.

Как устанавливают температуру вспышки топлива?

Физически этот параметр определяют следующим образом:

  1. В тигель с нагревателем помещают сосуд с исследуемым дизельным топливом.
  2. Рядом ставят открытый источник огня, отделенный открываемой заслонкой.
  3. Тигель закрывают крышкой с термометром и начинают нагрев.
  4. Через каждые 2 ºС заслонку от открытого огня открывают и фиксируют отсутствие или наличие вспышки паров над сосудом.
  5. Отмечают минимальную температуру, при которой происходит вспышка смеси паров топлива с воздухом. Ее значение — температура вспышки в закрытом тигле дизельного топлива.

При повторении опыта в открытом тигле значение температуры вспышки увеличится.

Принято считать, что начальная температура возникновения вспышек паров при поднесении открытого огня — это температура вспышки дизельного топлива. ГОСТ 305-82 регламентирует ее в пределах 40-60 ºС для летнего дизтоплива, 35-40 ºС для зимнего, 30-35 ºС для арктического.

Очевидно, что температура вспышки зимнего дизельного топлива должна быть достаточно низкой, чтобы в условиях отрицательных температур дизельные двигатели могли работать стабильно. Температура вспышки летнего дизельного топлива имеет более высокое числовое значение, что объясняется требованиями пожарной безопасности.

Так, в условиях летней жары в машинном отделении тепловоза температура может подниматься до 60 ºС, поэтому использование топлива с низкой температурой вспышки в таких ситуациях недопустимо. Еще больше вопросы пожарной безопасности волнуют владельцев топлива и хозяйственников, отвечающих за его транспортировку и длительное хранение.

Другие температурные характеристики дизтоплива

Следует различать температуру вспышки и температуру воспламенения. Если вспышка топлива возможна при температурах 30-70 ºС, то воспламенение топлива (горение в течение 5 секунд не менее) возможно при температурах:

  • для летнего дизтоплива – 69 ºС – 119 ºС;
  • для зимнего – 62 ºС – 105 ºС;
  • для арктического – 57 ºС – 100 ºС.

Еще выше температура самовоспламенения дизтоплива:

  • для топлива Л — 300 ºС;
  • для топлива З — 310 ºС;
  • для топлива А — 330 ºС.

Температура горения всех марок дизельного топлива — около 1100 ºС.Кипение дизельного топлива происходит при температурах:

  • Л — 280 ºС;
  • З — 280 ºС;
  • А — 240 ºС.

На что влияет температура вспышки дизельного топлива?

Поскольку этот параметр определяется наименьшей температурой вспышки паров топлива, основное его назначение — установление степени пожаробезопасности. Топливо с низкими показателями температуры вспышки нельзя применять в пожароопасных местах.

Большое количество исследователей, особенно зарубежных, считают, что параметр температуры вспышки не определяет качество топлива и работы двигателя, а служит в основном мерилом пожарной опасности при транспортировке и хранении топлива. Так, импортные сорта дизтоплива допускают достаточно низкие показатели температур вспышки, доходящие до 38 ºС.

Тем не менее при достаточно высоком качестве топлива по другим показателям специалисты отдают всегда предпочтение дизтопливу с высоким значением температуры вспышки.

dostavka-toplivo-spb.ru

4.2. Температура вспышки. Воспламенение жидкостей

Для создания НКПРП паров над поверхностью жидкости достаточно нагреть до температуры, равной НТПРП, не всю массу жид­кости, а лишь только ее поверхностный слой.

При наличии ИЗ такая смесь будет способ­на к воспламенению. На практике чаще всего используются понятия температура вспышки и воспламенения.

Под температурой вспышки понимают наименьшую темпера­туру жидкости, при которой над ее поверхностью в условиях спе­циальных испытаний образуется концентрация паров жидкости, способная к воспламенению от ИЗ, но скорость их образования недостаточна для последующего горения. Таким образом, как при температуре вспышки, так и при нижнем тем­пературном пределе воспламенения над поверхностью жидкости образуется нижний концентрационный предел воспламенения, однако в последнем случае HKПРП создается насыщенными пара­ми. Поэтому температура вспышки всегда несколько выше, чем НТПРП. Хотя при температуре вспышки имеет место кратковременное воспламенение паров в воздухе, которое не спо­собно перейти в устойчивое горение жидкости, тем не менее при определенных условиях вспышка паров жидкости способна явить­ся источником возникновения пожара.

Температура вспышки принята за основу классификации жидкостей на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). К ЛВЖ относятся жидкости, имеющие температуру вспыш­ки в закрытом тигле 61 0С или в открытом 65 0С и ниже, к ГЖ – с температурой вспышки в закрытом тигле более 61 0С или в открытом тигле 65 0С.

В соответствии с международными рекомендациями ЛВЖ делятся на три раз­ряда:

I разряд – особо опасные ЛВЖ, к ним относятся легко воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки от -18 0С и ниже в закрытом тигле или от -13 0С и ниже в открытом тигле;

II разряд – постоянно опасные ЛВЖ, к ним относятся легко воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки выше -18 0С до 23 0С в закрытом тигле или от -13 до 27 0С в открытом тигле;

III разряд – ЛВЖ, опасные при повышенной темпе­ратуре воздуха, к ним относятся легко воспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки от 23 до 61 0С в закрытом тигле или от 27 до 66 0С в открытом тигле.

В зависимости от температуры вспышки устанавли­вают безопасные способы хранения, транспортирования и применения жидкостей для различных целей. Темпе­ратура вспышки жидкостей, принадлежащих к одному и тому же классу, закономерно изменяется с изменени­ем физических свойств членов гомологического ряда (табл. 4.1).

Таблица 4.1.

Физические свойства спиртов

Спирты

Молекулярная

масса

Плот-ность,

кг/м3

Температура, К

кипения

вспышки

Метиловый СН3ОН

32

791

64,7

8

Этиловый С2Н5ОН

46

789

78,4

13

н-Пропиловый С3Н7ОН

60

800

97,8

23

н-Бутиловый С4Н9ОН

74

810

117,4

34

н-Амиловый С5Н11ОН

88

817

138

40

Температура вспышки повышается с увеличением молекулярной массы, темпе­ратуры кипения и плотности. Эти закономерности в го­мологическом ряду говорят о том, что температура вспышки связана с физическими свойствами веществ и сама является физическим параметром. Необходимо от­метить, что закономерность изменения температуры вспышки в гомологических рядах нельзя распространятьна жидкости, принадлежащие к разным классам органических соединений.

При смешении горючих жидкостей с водой или четы-реххлористым углеродом давление горючих паров при той же температуре понижается, что приводит к повышению температуры вспышки. Можно разбавить горючую жидкость до такой степени, что получившаяся смесь не будет иметь температуру вспышки (см. табл. 4.2).

Практика пожаротушения показывает, что горение хорошо растворимых в воде жидкостей прекращается, когда концентрация горючей жидкости достигает 10-25 %.

Таблица 4.2.

Содержание спирта в водном растворе, %

100

70

55

40

10

5

3

Температура вспышки, 0С

метилового спирта

7

18

22

30

60

-

-

этилового спирта

11

22

23

25

50

60

-

Для бинарных смесей горючих жидкостей, хорошо растворимых друг в друге, температура вспышки находится между температурами вспышки чистых жидкостей и приближается к температуре вспышки одной из них в зависимости от состава смеси.

С повышением температуры жидкости скорость испарения увеличивается и при определенной температуре достигает такой величины, что раз подожженная смесь продолжает гореть после удаления источника воспламенения. Такую температуру жидкости принято называть температурой воспламенения. Для ЛВЖ она отличается на 1-5 0С от температуры вспышки, а для ГЖ – на 30-35 0С. При температуре воспламенения жидко­стей устанавливается постоянный (стационарный) про­цесс горения.

Между температурой вспышки в закрытом тигле и нижним тем­пературным пределом воспламенения имеется корреляционная связь, описываемая формулой:

Твс – Тн.п. = 0,125Твс + 2. (4.4)

Это соотношение справедливо при Твс< 433 К (160 0С).

Существенная зависимость температур вспышки и воспламене­ния от условия эксперимента вызывает определенные трудности при создании расчетного метода оценки их величин. Одним из наиболее распространенных из них является полуэмпирический метод, предложенный В. И. Блиновым:

, (4.5)

где Твс – температура вспышки, (воспламенения), К;

рвс – парциальное давление насыщенного пара жидкости при температуре вспышки (воспламенения), Па;

D0 – коэффициент диффузии паров жидкости, м2/с;

n – количество молекул кислорода, необходимое для пол­ного окисления одной молекулы горючего;

В – константа метода определения.

Рекомендуется при расчете температуры вспышки в замкнутом сосуде принимать В = 28, в открытом сосуде В = 45, при расчете температуры воспламенения В = 53.

studfiles.net

Температура вспышки в закрытом тигле

Поиск Лекций

Теоретическая часть.

Дизельные топлива предназначены для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом дизелей является возможность осуществления высокой степени сжатия топливо-воздушной смеси, вследствие чего удельный расход топлива в них на 25…30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях.

Дизельное топливо – это сложная смесь парафиновых (10…40 %), нафтеновых (20…60 %) и ароматических углеводородов средней молярной массы – 110…230 г/моль, выкипающих в пределах 170…380 оС. Температура вспышки топлива составляет 35…80 оС, застывания – минус 5 оС.

Основные эксплуатационные показатели дизельных топлив:

· цетановое число, характеризующее мощностные и экономические показатели работы двигателя;

· фракционный состав, определяющий полноту сгорания топлива, дымность и токсичность отработанных газов;

· вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыление в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;

· низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы топливоподачи при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;

· степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндропоршневой группы двигателя;

· температура вспышки, определяющая условия безопасности использования топлива в двигателе;

· наличие сернистых соединений, металлов, непредельных углеводородов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ двигателя.

Дизельное топливо выпускается согласно ГОСТ 305-82 трех марок: Л – летнее, применяемое при температуре окружающей среды ниже 0 оС, З – зимнее до – 30 оС, А – арктическое до – 50 оС. Общее содержание серы в прямогонных фракциях – 0,8…1,0 %, после гидроочистки – 0,08…0,12 % (табл. 1).

Основной показатель дизельного топлива – цетановое число (ЦЧ), который характеризует воспламеняемость топлива, жесткость рабочего хода, определяет запуск двигателя, расход топлива и дымность отработанных газов.

1.1 Цетановое число

ЦЧ указывает на процент содержания хорошо воспламеняющегося цетана С16Н34 в смеси с трудно воспламеняемым a-метилнафталином С11Н10 в эталонном топливе, которое по своим характеристикам соответствует исследуемому дизельному топливу.

Оптимальное ЦЧ дизельного топлива – 40…50 (табл. 10). Применение топлива с ЦЧ < 40 приводит к жесткой работе двигателя, а ЦЧ > 50 – к увеличению удельного расхода топлива за счет снижения полноты сгорания. ЦЧ дизельного топлива зависит от его углеводородного состава. Наиболее высокими ЦЧ обладают нормальные парафиновые углеводороды, причем с повышением их молярной массы ЦЧ также повышается. Самые низкие ЦЧ у ароматических углеводородов, не имеющих боковых цепей. Непредельные углеводороды имеют более низкие ЦЧ, чем соответствующие парафиновые. Чем выше температура кипения топлива, тем выше ЦЧ, зависимость носит линейный характер.

1.2 Таблица 1- Основные показатели качества дизельных топлив (ГОСТ 305-82)

Показатель Марка топлива
Л З
Цетановое число, не менее 47…51 40…42
Фракционный состав, max tо перегонки, оС: 50 % топлива 96 % топлива        
Кинематическая вязкость при 20 оС, мм2/с (сСт) 3,0…6,0 1,8…5,0
Плотность при 20 оС, кг/м3, не более
Температура вспышки в закрытом тигле, оС
Температура застывания, оС, не выше для климатической зоны: умеренной, холодной     –10 –     –35 –45
Общее содержание серы, %, не более 0,5 0,5
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более   0,01   0,01
Кислотность, мг КОН на 100 см3 топлива, не более
Иодное число, г иода на 100 г топлива, не более
Зольность, %, не более 0,01 0,01
Содержание механических примесей отсутствуют отсутствуют
Содержание воды отсутствует отсутствует
Содержание фактических смол, мг/100 см3топлива, не более
Коксуемость 10 % остатка, %, не более 0,20 0,30

 

1.3 Фракционный состав дизельного топлива – это основной показатель топлива, влияющий на процесс его сгорания, как и ЦЧ. Его определяют согласно ГОСТ 2177-82 нагреванием 100 мл топлива в специальном приборе, образующиеся пары охлаждают, собирают в мерный цилиндр. В процессе разгонки фиксируют температуру выкипания 50 и 96 % топлива (табл. 1).

От фракционного состава топлива зависит качество его распыления и полнота сгорания. Если в дизельном топливе много легких углеводородов, то на их сгорание требуется меньше кислорода. Для такого топлива более полно протекает процесс смесеобразования, однако повышается жесткость работы двигателя (резко нарастает давление на градус угла поворота коленчатого вала). Тяжелые фракции при распылении образуют крупные капли, ухудшается качество горючей смеси, повышается расход топлива, существенно усиливается коксование распылителей форсунок, возрастает количество нагаров в зоне цилиндропоршневой группы.

Плотность

Абсолютной плотностью вещества называется масса, содержащаяся в единице объема. В системе СИ плотность выражается в кг/м3. За единицу абсолютной плотности принята масса 1м3 дистиллированной воды при температуре 4С.

На практике часто приходится определять плотность при температуре отличающейся от 20°C. Для пересчета плотности используется формула, предложенная Д.И. Менделеевым:

 

Из этой формулы можно рассчитать плотность при 20°C:

 

Коэффициент α берется из таблицы:

Температура вспышки в закрытом тигле

Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в стандартном аппарате, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней открытого огня.

Прибор для определения температуры вспышки в закрытом тигле.

Температура вспышки может определяться в аппаратах закрытого и открытого типа. Для одного и того же продукта температура вспышки, определенного в приборе открытого типа, будет всегда выше, чем в приборе закрытого типа.

Вязкость кинематическая

Вязкость – это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее слоев относительно друг друга под действием внешней силы.

Определение кинематической вязкости проводят в капиллярных вискозиметрах, в которых исследуемый нефтепродукт протекает через капиллярную трубку определенного диаметра.

Кинематическая вязкость испытуемого нефтепродукта вычисляется по формуле:

ν=С*τ,

где τ – время истечения жидкости через капилляр вискозиметра, с;

С – постоянная вискозиметра, мм2/с2 .

 

Вискозиметр ВПЖ-4

Ход работы.

Определение плотности ареометром

В стеклянный цилиндр осторожно наливаем 100 мл испытуемого дизельного топлива. Взяв за верхний конец ареометр, опускаем его в жидкостью. После установления ареометра снимаем показания:

ρ= 812кг/м3

Т= 20ºС

Определение температуры вспышки в закрытом тигле

Испытуемый нефтепродукт наливаем в тигель до метки, устанавливаем его на место и закрываем крышкой. В крышке укрепляем термометр, проверяем, работает ли мешалка, открывается ли заслонка, и зажигаем лампу.

Включаем электрообогрев и при периодическом перемешивании нагреваем прибор. Не более чем за 17ºС до предполагаемой температуры вспышки начинаем проводить испытания. В момент испытания перемешивание прекращаем, поворачиваем заслонку с помощью рукоятки и наблюдаем за появлением быстро исчезающего пламени над поверхностью нефтепродукта. Отмечаемую при этом температуру фиксируют как температуру вспышки. Испытания проводим через каждые 2ºС. Получив первую вспышку, нагревание продолжаем и через 2ºС повторяем зажигание, и вновь видим вспышку.

Твспышки=67ºС

Определение кинематической вязкости

Вискозиметр с нефтепродуктом с помощью штатива и держателей устанавливаем в вертикальном положении в термостатируемый сосуд. Вискозиметр закрепляют так, чтобы верхнее расширение оказалось полностью в жидкости термостата. Засасываем грушей жидкость в колено выше метки М1. затем грушу снимают и уровень жидкости начинает убывать. Когда уровень жидкости достигает метки М1, включаем секундомер и останавливаем его в тот момент, когда уровень жидкости достигнет метки М2. Проводим 3 замера.

τ1= 250с

τ2= 250 с

τ3= 250 с

τср= 250 с

Сconst =0,01057мм2/с2

Определим вязкость : σ= 0,01057*250= 2,6425

 

Вывод:

1. По ГОСТ для зимнего дизельного топлива плотность при 20ºС должна быть не более 840 кг/м3 . Исследуемое дизельное топливо имеет плотность, равную ρ=812 кг/м3; что соответствует ГОСТ.

2. По ГОСТ температура вспышки в закрытом тигле должна быть не ниже 35ºС. Температура вспышки исследуемого дизельного топлива равна: Твспышки=67ºС , что соответствует ГОСТ.

3. По ГОСТ кинематическая вязкость при 20ºС должна быть в интервале: 1,8-5,0. У исследуемого нефтепродукта кинематическая вязкость равна σ=2,6425, что соответствует ГОСТ.

По всем основным качественным показателям исследуемый нефтепродукт соответствует требованиям ГОСТ 305-82 на зимнее и арктическое дизельное топливо.

 

poisk-ru.ru

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 0,830,86 -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

dic.academic.ru


Смотрите также