ОСОБЕННОСТИ ГОРЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ
СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ • Текучесть - это возникновение потока частиц жидкости в том направлении, в котором к участку жидкости, находя-щейся в равновесии, приложена внешняя сила. Таким образом, под действием неуравновешенных внешних сил жидкость не сохраняет форму и относительное расположение частей, и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится.
СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ Сохранение объема. Одним из характерных свойств жидкости является то, что она имеет определённый объем (при неизменных внешних условиях). Жидкость чрезвычайно трудно сжать механически, поскольку, в отличие от газа, между молекулами очень мало свободного пространства. Давление, производимое на жидкость, заключенную в сосуд, передаётся без изменения в каждую точку объёма этой жидкости.
СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ Вязкость определяется как способность оказывать сопротивление перемещению одной из частей относительно другой — то есть как внутреннее трение. Когда соседние слои жидкости движутся относительно друга, неизбежно происходит столкновение молекул дополнительно к тому, которое обусловлено тепловым движением. Возникают силы, затормаживающие упорядоченное движение. При этом кинетическая энергия упорядоченного движения переходит в тепловую — энергию хаотического движения молекул.
СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ • Испарение — постепенный переход вещества из жидкости в газообразную фазу (пар). При тепловом движении некоторые молекулы покидают жидкость через её поверхность и переходят в пар. Вместе с тем, часть молекул переходит обратно из пара в жидкость. Если из жидкости уходит больше молекул, чем приходит, то имеет место испарение. • Конденсация — обратный процесс, переход вещества из газообразного состояния в жидкое. При этом в жидкость переходит из пара больше молекул, чем в пар из жидкости.
СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ • Кипение — процесс парообразования внутри жидкости. При достаточно высокой температуре давление пара становится выше давления внутри жидкости, и там начинают образовы-ваться пузырьки пара. Жидкость кипит когда давление пара достигает атмос-ферного.
• Жидкости имеют две фазы: жидкую и парообразную. Испарение – это процесс, происходящий с поверхности жидкости. Испарение объясняется вылетом с поверхностного слоя жидкости молекул, обладающих наибольшей скоростью и энергией. Так что в результате испарения жидкость охлаждается. • Испарение – это эндотермический процесс высвобождения теплоты испарения. Естественно, если испаряется жидкость с какойто поверхности, то охлаждается и эта поверхность.
Теплотой испарения называется определенное количество тепла, которое затрачивается при испарении. Теплота испарения зависит только от вида вещества. Эту величину используют при расчетах для прогнозирования аварийных ситуаций (параметров взрыва) при разливе жидкостей, а также при определении категории помещений по взрыво- и пожарной опасности.
Процесс испарения характеризуется следующими параметрами: • Скорость испарения — количество жидкости, испаряющейся со свободной поверхности в единицу времени. • Интенсивность испарения — количество жидкости, испаряющейся с единицы площади поверхности в единицу времени. Интенсивность испарения зависит от: • вида жидкости (теплоты испарение); • температуры жидкости; • атмосферного давления; • скорости движения воздуха над поверхностью жидкости.
Различают статическое и динамическое испарение. Статическое испарение происходит, если непод-вижная жидкость испаряется в неподвижную газовую среду. Динамическое испарение — если жидкость испаряется в движущуюся газовую среду. При одинаковой температуре скорость динамического испарения больше, чем статического. Динамическое равновесие — состояние системы, при котором количество жидкости, которая испаряется, равняется количеству сконденсирован-ного пара. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия с жидкостью, называется насыщенным паром.
Давление насыщенного пара зависит от температуры и свойств жидкости и не зависит от количества жидкости или площади испарения. Численные значения давления насыщенного пара используют при: • расчете количества испарившейся жидкости; • определенные степени пожарной опасности насыщенного пара горючей жидкости; • расчете критических температур жидкости, в закрытом технологическом оборудовании.
Для горючих жидкостей характерно то, что температура их кипения всегда ниже температуры самовоспламенения. Вследствие этого горение жидкостей возможное только в паровой фазе. Сгорание образовавшегося пара, происходит практически немедленно после его смешивания с окружающим воздухом. Поэтому скорость выгорания жидкостей определяется скоростью испарения как наиболее медленным процессом.
Если кипение происходит при постоянном давлении, то температура жидкости остается постоянной, т. к. все подводимое тепло тратиться полностью на парообразование
Горение жидкости: 1 – пары жидкости; 2 – воздух, подсасываемый в зону горения; 3 – продукты горения (дым); 4 – жидкость в резервуаре.
• Скорость выгорания - это линейная скорость уменьшения высоты слоя жидкости при ее горении со свободной поверхности в единицу времени. Скорость выгорания зависит от температуры, диаметра резервуара, уровня жидкости в резервуаре, скорости ветра и т. п. • Критической высотой называется рассто-яние от борта резервуара до поверхности жидкости при котором горение может прекратиться.
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРЕДЕЛЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ (ТПРП) • Температурными пределами распространения пламени (нижним — НТПРП или верхним — ВТПРП) называют такие температуры жидкости, при которых над ее поверхностью образуется насыщенный пар в концентрации, равной (соответственно нижнему или верхнему) концентрационному пределу распространения пламени.
Характерные области температур жидкости и концентраций ее паров
• При температурах ниже нижнего температурного предела концентрация насыщенного пара имеет величину ниже нижнего концентрационного предела распространения пламени, то есть является безопасной. • При температуре выше верхнего температурного предела жидкость образует насыщенный пар, концентрация которого выше верхнего концентрационного предела, и горения такого пара не будет. Однако, такая смесь насыщенных паров является пожароопасной, так как при выходе из емкости в воздух она может гореть в диффузионном режиме.
Газ Аммиак Концентрационные пределы распространения пламени, % об. 15, 0 28, 0 Ацетилен 2, 5 81, 0 Водород 4, 1 96, 0 Метан 5, 3 14, 1 Этан 2, 9 15, 0 Пропан 2, 3 3, 4 Бутан 1, 8 9, 1
• Температурой вспышки называется наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания; устойчивое горение при этом не возникает. Температура вспышки соответствует нижнему температурному пределу воспламенения. • Температурой воспламенения называется наименьшее значение температуры жидкости, при котором интенсивность испарения ее такова, что после зажигания внешним источником возникает самостоятельное пламенное горение.
Связь температуры вспышки tвсп с зависимостью концентрации пара φпар от температуры жидкости tжидк
• Температуру вспышки используют для оценки воспламеняемости жидкости, а также при разработке мероприятий для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности ведения технологических процессов. • В зависимости от численного значения температуры вспышки жидкости подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). К горючим (ГЖ) относят жидкости с температурой вспышки больше 61°С. К легко-воспламеняющимся жидкостям относятся жидкости с температурой вспышки не более 61 о. С в закрытом тигле или 66 о. С в открытом тигле. Для ЛВЖ температура воспламенения обычно на 1 -5 о. С выше температуры вспышки, а для горючих жидкостей эта разница может достигать 30 -35 о. С.
В соответствии с ГОСТ 12. 1. 017 -80, в зависи-мости от температуры вспышки ЛВЖ подраз-деляются на три разряда. • Особо опасные ЛВЖ – с температурой вспышки от -18 о. С и ниже в закрытом тигле или от -13 о. С и ниже в открытом тигле. • Постоянно опасные ЛВЖ – это горючие жидкости с температурой вспышки от -18 о. С до +23 о. С в закрытом тигле или от -13 о. С до +27 о. С в открытом тигле. • Опасные при повышенной температуре ЛВЖ – это горючие жидкости с температурой вспышки от 23 о. С до 61 о. С в закрытом тигле.
Скачать презентацию ОСОБЕННОСТИ ГОРЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ Текучесть
Горение жидкостей.ppt