АзбукаКИП

Зависимость нижнего предела взрываемости горючих газов от температуры

Раздел: Основы газометрии

Известно, что существует некоторое предельное значение концентрации воспламеняющихся веществ в окружающей атмосфере, которое называют нижним пределом взрываемости (НПВ). Если концентрация воспламеняющихся компонентов в воздухе ниже НПВ, то возгорание не возможно: смесь не является воспламеняющейся. Однако значения НПВ, которые даются в справочной литературе, определены, как правило, для нормальной температуры 20 °С. Можно ли при проектировании систем контроля загазованности для работы в среде с высокой температурой исходить из того, что метан, пропан и другие горючие газы сохраняют известные нам значения НПВ, при температуре, например, 150 °С?

Нет, нельзя. Ведь с увеличением температуры значения НПВ горючих газов понижаются.

Давайте выясним, что реально означает концентрация НПВ: это минимальная концентрация воспламеняющихся веществ в воздухе при температуре окружающей среды, достаточная для того, чтобы инициировать самостоятельно поддерживаемое горение. Вся необходимая для поддержания горения энергия выделяется в процессе реакции окисления (теплота сгорания). При концентрации вещества ниже уровня НПВ энергии недостаточно для поддержания горения. Мы можем утверждать, что теплота сгорания необходима для разогрева газовой смеси от температуры окружающего воздуха до температуры пламени. Однако при высокой температуре окружающей среды для нагревания газовой смеси до температуры пламени потребуется меньше энергии, или другими словами, чтобы получить самостоятельно поддерживаемое горение, вам потребуется меньшее количество воспламеняющихся веществ. То есть при повышении температуры НПВ понижается.

Расчет НПВ

Для большинства углеводородов установлено, что НПВ снижается со скоростью 0.14 % НПВ на градус. В это значение скорости уже включен запас надежности (равный 2) для получения температурной зависимости, действительной для всех горючих газов и паров.


Таким образом, при температуре окружающего воздуха t можно вычислить НПВ по следующей ориентировочной формуле:

НПВ(t) = НПВ(20°C)*(1 - 0.0014*(t - 20)) 

Естественно данную формулу можно применять только для температур ниже температуры воспламенения данного газа.

Пример:

НПВ метана при нормальной температуре (20 °C) составляет 4,4 % об.д.
При температуре 150 °C НПВ метана будет равно:

НПВ(150 °C) = 4,4*(1 - 0.0014*(150 - 20)) = 4,4*(1 - 0.0014*130) = 4,4*(1-0.182) = 3,6 % об.д.

Рекомендуемые записи
Поверка и калибровка газоанализаторов с сенсорами на хлор
Список предприятий-производителей государственных стандартных образцов - поверочных газовых смесей (ГСО-ПГС)
Нормативные акты в области контроля загазованности

Какой тип газоанализаторов у вас применяется:
Всего ответов: 24
Присоединяйтесь
Youtube
Контакт