Полная версия

Главная arrow Техника arrow Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Температура вспышки и температура самовоспламенения

Температура вспышки — это минимальная температура, при которой образующаяся паровоздушная смесь может быть воспламенена внешним источником тепла, но процесс горения не стабилизируется. Экспериментально температура вспышки определяется в открытом или закрытом тигле по ГОСТ 12.1.044-84 (п.п. 4.3 и 4.4). Расчетное определение температуры вспышки производится по ГОСТ 12.1.044.84 (п. 4.5).

Температура вспышки на 10-15°С ниже температурного предела образования горючей смеси, способной к распространению пламени.

Для приближенного определения температуры вспышки можно использовать зависимость, представленную на рис. 1.33.

I в сл і С

0 8 16 24 32 40 Рнл , кПа

Рис. 1.33. Температура вспышки 1Всп реактивных топлив и бензина Б-70 в зависимости от давления насыщенных паров Рн п. при 1=40°С в закрытом тигле [62]: о - топлива разного состава; • - обобщающая кривая

  • 60
  • 20
  • -20
  • -60

Самовоспламенение - это процесс воспламенения горючей смеси без соприкосновения с пламенем или раскаленным телом. Минимальная начальная температура, достаточная для самовоспламенения горючей смеси, называется температурой самовоспламенения. Она зависит от химической природы топлива, состава топливовоздушной смеси, давления, адиабатич-ности процесса самовоспламенения, наличия катализаторов и ингибиторов окисления и других факторов.

Интервал времени между моментом достижения горючей смесью температуры самовоспламенения и появлением пламени называется периодом задержки самовоспламенения. При подаче жидкого топлива он охватывает процесс распыливания, нагревания и испарения капель топлива, диффузию паров топлива и кислорода и, наконец, химические реакции.

Температура и период задержки самовоспламенения связаны между собой соотношением:

(1.33)

где Е - эффективная энергия активации, кДж/кмоль; Ё =8,31419 кДж/(кмоль К) - универсальная газовая постоянная; т - период задержки самовоспламенения при температуре Т.

Склонность углеводородов и их смесей к самовоспламенению характеризуют минимальной температурой самовоспламенения, получаемой в адиабатических условиях, когда продолжительность выдержки горючей смеси при заданных начальных условиях не лимитирует процесс самовоспламенения.

Минимальная температура самовоспламенения однозначно определяется строением молекулы. Так, например, для парафиновых углеводородов 1св находится в прямой связи с эффективной длиной углеродной цепочки Ьц, которая вычисляется по уравнению:

  • 2ХХ-ЛГ
  • (1.34)

Т = /=1_

4 *(2 -1) ’

где ъ - число групп СНз в молекуле; к - число углеродных цепочек, начинающихся и оканчивающихся группой СНз, -число возможных цепочек, содержащих Г^-атомов углерода. Зависимость 1СВ=ДЬЦ) приведена на рис. 1.34.

Минимальная температура самовоспламенения парафиновых углеводородов, впрыскиваемых в жидком состоянии в воздух, в зависимости от средней длины углеродной цепочки [123]

Рис. 1.34. Минимальная температура самовоспламенения парафиновых углеводородов, впрыскиваемых в жидком состоянии в воздух, в зависимости от средней длины углеродной цепочки [123]:

  • 1 - СН4; 2 - С2Н6; 3 - С3Н8; 10 - н - С4Н10; 11 - н - С5Н12;
  • 14 — н — С6Нн; 15 — н — С7Н16; 16 — н — С^Н^; 17 — н — СдН2о|
  • 18 — н — С10Н22; 19 — н — С]2Н26; 21 — н — С]4Н3о; 22 — н — С|бН34

Температура самовоспламенения смесей углеводородов не подчиняется правилу аддитивности, она, как правило, ниже вычисленной, исходя из указанного правила.

Данные о температуре самовоспламенения топливовоздушных смесей оптимального состава в зависимости от числа атомов углерода в молекуле углеводорода (для реактивных топлив в приведенной формуле) представлены на рис. 1.35. Влияние давления и концентрации кислорода в окислителе иллюстрируется данными, приведенными на рис. 1.36.

Зависимость температуры самовоспламенения tтопливовоздушных смесей оптимального состава от числа атомов углеводорода п в молекуле при Р=0,101 МПа [124]

Рис. 1.35. Зависимость температуры самовоспламенения tCB топливовоздушных смесей оптимального состава от числа атомов углеводорода п в молекуле при Р=0,101 МПа [124]: т - период задержки самовоспламенения;

Too—>оо; Р.Т. - реактивные топлива (п-в приведенной формуле) • - парафиновые; олефиновые; ? - нафтеновые углеводороды

Зависимость температуры самовоспламенения топлива Т-6 от давления Р и концентрации кислорода в окислителе фог (по данным В.В.Малышева)

Рис. 1.36. Зависимость температуры самовоспламенения топлива Т-6 от давления Р и концентрации кислорода в окислителе фог (по данным В.В.Малышева):

= 02/(°2 + ^2 )

Температура самовоспламенения определяется способностью топлива образовывать горючие смеси в паровой фазе. Из этого следует, что температура самовоспламенения суспензион-

ных топлив определяется дисперсионной средой и загустителем. Дисперсная фаза принимает участие в процессе самовоспламенения только в части поглощения тепла при нагревании суспензии до температуры самовоспламенения жидкой фазы.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>