Температура вспышки это кратко
Обновлено: 05.07.2024
Температура вспышки – это самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но при этом скорость их образования еще не достаточна для возникновения устойчивого горения.
По температуре вспышки из группы горючих жидкостей выделяют легковоспламеняющиеся жидкости. Легковоспламеняющимися называются горючие жидкости с температурой вспышки не более 61⁰C в закрытом тигле или 66⁰C в открытом тигле.
Температурой вспышки нефтепродуктов называется температура, при которой пары образца, нагреваясь, вспыхивают при поднесении источника огня, смешиваясь с воздухом. Температура вспышки измеряется в открытом и закрытом тигле, и для первого это значение всегда выше на несколько градусов.
Определение температуры вспышки важно для достоверной информации о свойствах нефтепродукта и оценки его качества. Также этот параметр используется для разделения производственных помещений и оборудования на классы пожароопасности.
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.
Понятие температуры вспышки
Температурой вспышки называется температура, при которой нефтепродукт, нагреваемый в стандартных условиях, выделяет такое количество паров, которое образует с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.
Для индивидуальных углеводородов существует определенная количественная связь температуры вспышки и температуры кипения, выражаемая соотношением:
Температура вспышки различных нефтепродуктов
По температуре вспышки жидкие нефтепродукты классифицируются на легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). Температура вспышки горючих жидкостей имеет значение выше 61⁰С для закрытого тигля и выше 65⁰С для открытого. Жидкости, вспыхивающие при температуре, не достигшей этих значений, относят к легковоспламеняющимся. ЛВЖ делятся на 3 разряда:
1. Особо опасные (ТВЗ от -18⁰С и ниже).
2. Постоянно опасные (ТВЗ от -18⁰С до 23⁰С).
3. Опасные при повышении температуры воздуха (ТВЗ от 23⁰С до 61⁰С).
Температура вспышки дизельного топлива – один из важных показателей его качества. Она напрямую зависит от самого вида топлива. Например, современное ДТ ЕВРО вспыхивает при достижении значения в 55⁰С и выше.
Температура вспышки топлива для тепловозов и судовых двигателей выше, чем для дизтоплива общего применения. А летнее топливо, нагреваясь, вспыхивает на 10-15⁰С раньше, чем зимнее и арктическое.
У легких нефтяных фракций низкая ТВЗ, и наоборот. Например:
Температура вспышки нефти определяется фракционным составом, но в основном ее значения отрицательны (как и для бензинов) и колеблются в пределах от -35⁰С до 0⁰С. А температура вспышки газов, как правило, вообще не определяется. Вместо этого используют значения верхнего и нижнего пределов воспламеняемости, которые зависят от содержания паров газа в воздухе.
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 методу Пенского — Мартенса 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.
Пределы взрываемости
Температура вспышки нефтепродукта характеризует возможность этого нефтепродукта образовывать с воздухом взрывчатую смесь. Смесь паров с воздухом становится взрывчатой, когда концентрация паров горючего в ней достигает определенных значений. В соответствии с этим различают нижний и верхний пределы взрываемости смеси паров нефтепродукта с воздухом. Если концентрация паров нефтепродукта меньше нижнего предела взрываемости, взрыва не происходит, так как имеющийся избыток воздуха поглощает выделяющееся в исходной точке взрыва тепло и таким образом препятствует возгоранию остальных частей горючего. При концентрации паров горючего в воздухе выше верхнего предела взрыва не происходит из-за недостатка кислорода в смеси. Нижний и верхний пределы взрываемости углеводородов можно определить соответственно по формулам:
Пределы взрываемости смесей индивидуальных углеводородов и других горючих веществ с воздухом, % (об.).
В гомологическом ряду парафиновых углеводородов с повышением молекулярной массы как нижний, так и верхний пределы взрываемости понижаются, а интервал взрываемости сужается от 5-15% (об.) для метана до 1,2-7,5% (об.) для гексана. Ацетилен, оксид углерода и водород характеризуются самыми широкими интервалами взрываемости, поэтому они наиболее взрывоопасны.
С повышением температуры смеси интервал ее взрываемости слегка сужается. Так, при 17°С интервал взрываемости пентана равен 1,4-7,8% (об.), а при 100°С составляет 1,44-4,75% (об.). Присутствие в смеси инертных газов (азота, диоксида умерода и др.) также сужает интервал взрываемости. Увеличение давления приводит к повышению верхнего предела взрываемости.
Пределы взрываемости паров бинарных и более сложных смесей углеводородов можно определить по формуле:
Расчёт
Температура вспышки индивидуальных веществ в закрытом тигле
Температура вспышки веществ, молекулы которых содержат структурные группы, представленные в таблице 1, рассчитывается по формуле, °C:
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:
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:
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:
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:
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:
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:
Если для исследуемой жидкости известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то температуру вспышки в открытом тигле вычисляют по формуле:
Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 10578
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
Температура вспышки – это самая низкая в условиях специальных испытаний температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары (газы), способные привести к вспышке в воздухе от источника зажигания без последующего сгорания. При нагреве до температуры вспышки устойчивое горение не возникает из-за недостаточной интенсивности испарения вещества. Температура вспышки относится к показателям пожаровзрывоопасности веществ и материалов, которые, будучи определенными стандартными методами, следует применять:
- для характеристики пожарной опасности веществ и материалов, находящихся в жидком состоянии (эти данные включают в технические регламенты, национальные стандарты и ТУ);
- при определении категорий зданий, сооружений и помещений по пожарной и взрывопожарной опасности;
- при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями технических регламентов и национальных стандартов.
- Температура вспышки — наименьшая температура летучего конденсированного вещества, при которой пары над поверхностью вещества способны вспыхивать в воздухе под воздействием источника зажигания, однако устойчивое горение после удаления источника зажигания не возникает. Вспышка — быстрое сгорание смеси паров летучего вещества с воздухом, сопровождающееся кратковременным видимым свечением. Температуру вспышки следует отличать как от температуры воспламенения, при которой горючее вещество способно самостоятельно гореть после прекращения действия источника зажигания, так и от температуры самовоспламенения, при которой для инициирования горения или взрыва не требуется внешний источник зажигания.
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.). Жидкости с температурой вспышки не более 28 °C называют особо опасными.
Связанные понятия
Температура самовоспламене́ния — наименьшая температура горючего вещества, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения или взрыва.
Изобутан (метилпропан, 2-метилпропан) (СН3)3СН — углеводород класса алканов, изомер нормального бутана (н-бутана).
Молекулярные сита — кристаллические алюмосиликаты, имеющие трёхмерную структуру из тетраэдров оксида кремния и оксида алюминия и характеризующиеся точным и однородным размером пор. Поры в молекулярных ситах достаточно велики, чтобы пропускать небольшие молекулы, но в то же время они задерживают более крупные молекулы, что определило их использование в качестве осушителей и адсорбентов.
Теплота́ сгора́ния — количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой (для твердых и жидких веществ) или объёмной (для газообразных) единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания. В системе СИ: Дж/кг. Также довольно часто используются внесистемные единицы измерения: кДж/кг, МДж/кг и ккал/кг.
Антидетона́торы (антидетонационные присадки, англ. antiknock agents) — вещества, добавляемые в небольших количествах к моторным топливам для повышения их октанового числа и снижения вероятности стука в двигателе. Список веществ, позволяющих повысить антидетонационные свойства топлив, достаточно обширен, однако не все из них могут использоваться ввиду технологических ограничений или по причинам экологического характера.
Упоминания в литературе
Керосин является легковоспламеняющимся продуктом, так как температура вспышки у него 57° С при открытом тигле, а самовоспламенение происходит при 216° С. При этом воспламенение керосина происходит в температурных пределах 35–75° С, а его пары взрываются в пределах 1,4–7,5% объема.
Температурой вспышки называют температуру, при которой пары мазута в смеси с воздухом вспыхивают при контакте с открытым пламенем. У разных марок мазута температура вспышки меняется в широком диапазоне. Мазуты, не содержащие парафинов, имеют температуру вспышки от 135 до 234 °С, а температура вспышки парафинистых мазутов близка к 60 °С. При выборе схемы подогрева мазута следует учитывать температуру вспышки, чтобы не допустить пожароопасной ситуации.
Битумно-полимерные мастики относятся к группе нетоксичных горючих материалов (группа Г4 ГОСТ 30244) с температурой вспышки не ниже 220 °C и температурой самовоспламенения не ниже 300 °C.
Связанные понятия (продолжение)
Этиленглико́ль (гликоль, 1,2-диоксиэтан, этандиол-1,2), HO—CH2—CH2—OH — кислородсодержащее органическое соединение, двухатомный спирт, простейший представитель полиолов (многоатомных спиртов). В очищенном виде представляет собой прозрачную бесцветную жидкость слегка маслянистой консистенции. Не имеет запаха и обладает сладковатым вкусом. Токсичен. Попадание этиленгликоля или его растворов в организм человека может привести к необратимым изменениям в организме и к летальному исходу.
Метилацета́т (метиловый эфир уксусной кислоты, метиловый эфир этановой кислоты, уксуснометиловый эфир, MeOAc) CH3COOCH3 — органическое вещество класса сложных эфиров.
Димети́ловый эфи́р (C2H6O) (метиловый эфир, метоксиметан, древесный эфир) Н3С-О-СН3 — широко применяемый на практике простой эфир.
Аллилхлори́д или алли́л хло́ристый — хлорорганическое соединение c эмпирической формулой C3H5Cl, систематическое название 3-хлорпропен.
Сверхкритическая флюидная экстракция — процесс экстракции с использованием сверхкритического флюида в качестве растворителя. Производится контактированием смеси разделяемых компонентов с газообразным экстрагентом при температуре и давлении выше критической точки. Наибольшее распространение в качестве экстрагентов (растворителей) получили СО2, этан, этилен, пропан, SF6 и др.
Холодильный агент (хладагент) — рабочее вещество (может являться жидкостью, газом и даже быть в твердом агрегатном состоянии) холодильной машины, которое при кипении (испарении, плавлении или даже сублимации) отнимает теплоту от охлаждаемого объекта и затем после сжатия передаёт её охлаждающей среде за счёт конденсации или иному фазовому переходу (воде, воздуху и т. п.).
Циклогексанон — органическое соединение, алициклический кетон, бесцветная маслянистая жидкость с запахом ацетона и мяты.
Амиловый спирт C5H11OH и его изомеры — предельные одноатомные спирты. Известны все 8 изомерных амиловых спиртов.
Гексаметилентрипероксиддиамин (ГМТД, пероксид уротропина) — инициирующее взрывчатое вещество. Перекисное соединение. Формула N—(CH2—O—O—CH2)3—N.
Сольве́нт — смесь лёгких углеводородов, выделяемая из нефтяного или угольного сырья, легковоспламеняющаяся жидкость. Плотность 867 кг/м^3 при 20 °С . Температура вспышки 29°С (о. т.); т. воспламенения 36 °С; температура самовоспламенения 488 °С; нижн. конц. предел распр. пл. 1,0 % (об.); минимальная энергия зажигания 0,45 мДж. Летучесть по ксилолу 1,01- 1,08
Азеотро́пная смесь — смесь двух или более жидкостей, состав которой не меняется при кипении, то есть смесь с равенством составов равновесных жидкой и паровой фаз. Смесь, в которой данное условие, напротив, не выполняется ни при каком соотношении количеств компонентов, называется зеотропной. Зеотропы (называемые иногда неазеотропами), то есть раздельно кипящие системы, при заданных температуре или давлении в состоянии равновесия имеют различные составы жидкости и пара во всём интервале концентраций.
VOC (volatile organic compounds) — летучие органические вещества, русский эквивалент — ЛОВ). Органические вещества, которые имеют достаточно высокое давление пара при нормальных условиях, чтобы в значимых концентрациях попадать в окружающую среду (помещение, атмосферу). Широкий класс органических соединений, включающий углеводороды, альдегиды, спирты, кетоны, терпеноиды и др.
Ацетат натрия CH3COONa, — натриевая соль уксусной кислоты, кристаллы со слабым солёным вкусом и уксусным запахом, производится и применяется в промышленных масштабах.
Церези́н — смесь предельных углеводородов с числом атомов углерода в молекуле от 36 до 55. Имеет молекулярную массу около 700. Состоит в основном из слаборазветвленных изоалканов, небольшого количества алканов нормального строения, нафтенов с длинной боковой цепью.Церезин получают из нефтяного сырья, в основном из петролатума (смесь церезина, парафина и нефтяных масел) и озокерита. Также производится синтетический церезин.
О́кись этиле́на (этиленокси́д, оксира́н, 1,2-эпоксиэтан) — органическое химическое гетероциклическое вещество, химическая формула C2H4O. При нормальных условиях — бесцветный газ с характерным сладковатым запахом. Производное этилена и представляет собой простейший эпоксид — трёхчленный гетероцикл, в кольцевой молекуле которого содержатся один атом кислорода и два атома углерода.
Состав продуктов взрыва — качественное и количественное содержание химических веществ, образующихся из взрывчатого вещества (ВВ) в результате взрыва.
Стибин (сурьмянистый водород) — неорганическое бинарное химическое соединение сурьмы с водородом, очень ядовитый легковоспламеняющийся газ, имеющий чесночный запах. Химическая формула H₃Sb.
Дистиллиро́ванная вода́ — вода, очищенная от растворённых в ней минеральных солей, органических веществ и других примесей путём дистилляции. Согласно российскому ГОСТ 6709-72, массовая концентрация остатка после выпаривания дистиллированной воды должна составлять не более 5 мг/дм3, pH иметь значение в диапазоне 5,4-6,6, удельная электрическая проводимость при 20 °С составлять не более 5·10−4 См/м(соответствует удельному электрическому сопротивлению 2 кОм⋅м).
Пентаны — насыщенные ациклические углеводороды класса алканов. Имеют пять атомов углерода в молекуле (от др.-греч. πέντε — пять).
Хлорсульфо́новая кислота, HSO3Cl — монохлорангидрид серной кислоты, бесцветная, дымящая на воздухе и резко пахнущая жидкость.
Хлорциан — хлорангидрид циановой кислоты ClCN, бесцветный газ (при нормальных условиях) с резким запахом, высокотоксичен. Хлорциан — легко сжижающийся газ (давление паров при 20 °C = 1002 мм рт. ст.) с температурой плавления −6.9 °C, в твердой фазе образует кристаллы ромбической сингонии.
Дифенилами́н ((N-фенил)-анилин) — вещество с формулой (С6Н5)2NН, молярная масса которого равна 169,23.
Окси́ды углеро́да — бинарные химические соединения (оксиды) углерода с кислородом. Кроме двух неорганических представителей - угарного газа и углекислого газа, все остальные оксиды углерода относят к органическим соединениям.
Нитромета́н — химическое соединение с формулой СН3-NO2. Простейший представитель нитросоединений алифатического ряда. Нитрометан следует отличать от метилнитрата (эфира метилового спирта и азотной кислоты с формулой СН3ONO2) и изомерного ему метилнитрита с той же брутто-формулой СН3ONO.
Силикаге́ль — высушенный гель, образующийся из перенасыщенных растворов кремниевых кислот (nSiO2·mH2O) при pH > 5—6.
Комнатная температура — неформальное понятие, обозначающее температуру в замкнутых помещениях, при которой предпочитает находиться большинство людей и при которой они чувствуют себя комфортно в комнатной одежде. Также эта температура используется для проведения научных экспериментов и хранения лекарственных средств. В медицине комнатной обычно называется температура от 15 °C (59 °F) до 25 °C (77 °F). При этом комфортность для человека может зависеть от влажности, циркуляции воздуха и других факторов.
Надперокси́д ка́лия (диоксид калия, супероксид калия; KO2) — неорганическое соединение жёлтого цвета, которое образуется в результате сгорания расплавленного калия в чистом кислороде. Используется во многих системах жизнеобеспечения. Молекулярный вес 71,10. Температура плавления при нормальном атмосферном давлении 490—530 °C, в вакууме (1—2 мм рт. ст.) 350—415 °C. Гигроскопичен, поглощает из воздуха водяные пары и углекислый газ. Реагирует с водой и этанолом. Плотность 2,158 г/см³.
Глико́ли (дио́лы, двухатомные спирты) — класс органических соединений, содержащих в молекуле две гидроксильные группы. Имеют общую формулу CnH2n(OH)2. Простейшим гликолем является этиленгликоль НО-СН2-СН2-ОН.
Ионообменные смолы — синтетические органические иониты — высокомолекулярные синтетические соединения с трехмерной гелевой и макропористой структурой, которые содержат функциональные группы кислотной или основной природы, способные к реакциям ионного обмена.
Реа́кции разложе́ния — химические реакции, в которых из одного, более сложного вещества образуются два или более других, более простых веществ.
Акрилонитрил (цианистый винил, винилоцианид, проп-2-енонитрил), CH2=CH-C≡N — нитрил акриловой кислоты.
Гопкали́т (англ. hopcalite) — катализатор, на котором окись углерода окисляется кислородом воздуха до диоксида углерода; состоит из смеси оксидов марганца, меди и серебра.
Смесь — система, состоящая из двух или более веществ (компонентов смеси). Однородную смесь называют раствором (газовым, жидким или твёрдым), а неоднородную — механической смесью. Любую смесь можно разделить на компоненты физическими методами; изменения состава компонентов смеси при этом не происходит.
Метилэтилкетон (систематическое наименование: бутано́н) — химическое соединение класса кетонов, второй член гомологического ряда алифатических кетонов. Формула: CH3-C(O)-CH2-CH3. Это бесцветная подвижная легколетучая жидкость с запахом, напоминающим запах ацетона. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для алифатических кетонов, используется как растворитель и сырьё в органическом синтезе.
Температу́ра стеклова́ния — температура, при которой не кристаллизующееся или не успевающее закристаллизоваться вещество становится твёрдым, переходя в стеклообразное состояние. Обычно обозначается — Tg .
Нитромочевина (нитрокарбамид) — белый порошок, образующийся при нитровании мочевины, взрывчатое вещество.
Винилацетат — органическое соединение класса сложных эфиров, прозрачная жидкость с характерным запахом.
Перекристаллиза́ция — метод очистки вещества, основанный на различии растворимости вещества в растворителе при различных температурах (обычно интервал температур от комнатной до температуры кипения растворителя, если растворитель — вода, или до какой-то более высокой температуры). Перекристаллизация подразумевает плохую растворимость вещества в растворителе при низких температурах, и хорошую— при высоких. При нагревании колбы вещество растворяется. После стадии адсорбции примесей (если это необходимо.
Сульфид натрия, устар. сернистый натрий, — сложное неорганическое вещество с химической формулой Na2S.
Читайте также: