Критическая температура
Опыты показали, что добавки окиси углерода к смесям углеводородов и кислорода не только не расширяют их области взрываемоети, но, наоборот, флегматизи-руют такие смеси. Для определенных соотношений СО и углеводорода критическая концентрация кислорода возрастает до 63%, а величина amin — до 0,75 т. е. верхний концентрационный предел опускается до содер-
Было установлено, что для фракций С3—С4 при 1 am критическая концентрация кислорода составляет 46—52%. Конвертирование углеводородо-кислородных смесей можно безопасно проводить с должным запасом надежности при концентрации кислорода до 35—38%.
стом содержания двуокиси углерода критическая концентрация кислорода монотонно понижается от 46% в бинарной смеси (/ = 0) до 15% у «мыса» (Y для 1 am). Таким образом, в смесях, богатых горючим, добавки инертного компонента не оказывают флегматизирую-щего действия, а напротив, увеличивают взрывоопасность, если ее измерять предельной концентрацией кислорода.
Как и при конверсии пропилена, критическая концентрация кислорода уменьшается с увеличением содержания водяного пара. Лишь при очень высоких [Н2О] достигается пологий минимум.
При эквимолекулярном разбавлении этилена этаном критическая концентрация кислорода для 1 am в сухом газе возрастает до 28,4%, т. е. на 41% первоначального значения. Более эффективным оказывается бутан, увеличивающий в аналогичных условиях предельную концентрацию кислорода до 41,2%, или в 2,1 раза. Применение углеводородов с большим молекулярным весом нецелесообразно ввиду недостаточного давления их насыщенного пара при комнатной температуре. Для получения смесей соответствующего состава понадобилось бы термостатирование всей аппаратуры в технологическом цикле.
Ограниченной искробезопасностью отличаются также многие легированные стали [334]. При их истирании карборундом могут поджигаться только смеси ацетилена, при этом критическая концентрация горючего возрастает в 2—3 раза. Взрывчатые воздушные смеси спиртов, кетонов, предельных и ароматических углеводородов не поджигаются такими искрами даже при значительном обогащении кислородом. В качестве материала ограниченной искробезопасности можно рекомендовать сортовую нержавеющую сталь 1Х18Н9Т, а в особенности — сравнительно дешевые трансформаторные стали, содержащие 2—4% кремния, применяющиеся в электротехнической 1ромышленности [335].
Как следует из рис. 63, при атмосферном давлении amin мало изменяется в широком диапазоне изменения концентрации инертного компонента. Эта зависимость несколько ^сильнее при 0,7 МПа. С ростом содержания двуокиси углерода критическая концентрация кислорода [СЬ]кр монотонно понижается: при атмосферном давлении —от 46% в бинарной смеси (/ = 0) до 15% у мыса (У). Таким образом, если измерять взрывоопасность величиной ,[С>2]кр, то при избытке горючего она увеличивается с ростом ^содержания инертного компонента. Заметим, что эти закономерности трудно заметить ,при распространенной системе интерпретации пределов взрываемости в треугольной диаграмме.
Критическая концентрация кислорода почти во всем диапазоне составов уменьшается с увеличением содержания водяного пара. При конверсии в режиме р = 2,0 МПа, [Н2О]=60% величина [О2]кр невелика: около 6%. Перерабатываемые смеси, содержащие в 2,5 раза больше кислорода, безусловно взрывчаты. То же относится и к паро-кислородному процессу низкого давления и паро-кислородо-воздушному процессу. В технологических режимах состав перерабатываемых .смесей нельзя изменить настолько, чтобы сделать их невзрывчатыми*.
Критическая концентрация кислорода [О2]КР заметно снижается с повышением давления: для бинарных смесей при 20 °С в диапазоне 0,1—1,8 МПа—в 2,3 раза, а -при 130°С в диапазоне €,1—1,0 МПа —в 2,2 раза. Для смесей с 40% СО2 при 20°С в диапазоне 0,1—1,8 МПа [О2]КР уменьшается в 1,9 раза. При повышении температуры на 110°С [О2]КР уменьшается на 10—20%, т. е. на 2% О2 абсолютных. Заметно и влияние инертного флегматиза-
где Ссг — критическая концентрация водорода; К1тах — максимальное значение КИН в цикле нагружения.
Критическая концентрация для клетки — концентрация, при которой в клетке происходят негативные функциональные изменения обратимого или необратимого характера.
Наилучшей арматурной сталью с точки зрения огнестойкости является сталь класса A-III марки 25Г2С. Критическая температура этой стали в момент наступления предела огнестойкости конструкции, загруженной нормативной нагрузкой, составляет 570°С.
Плиты, опертые по контуру, имеют предел огнестойкости значительно выше, чем простые изгибаемые элементы. Эти плиты армированы рабочей арматурой в двух направлениях, поэтому их огнестойкость зависит дополнительно от соотношения арматуры в коротком и длинном пролетах. У квадратных плит, имеющих данное соотношение, равное единице, критическая температура арматуры при наступлении предела огнестойкости составляет 800°С .
С увеличением соотношения сторон плиты критическая температура уменьшается, следовательно, снижается и предел огнестойкости. При соотношениях сторон более четырех предел огнестойкости практически равен пределу огнестойкости плит, опертых по двум сторонам.
Площадь ядра сечения колонны, ограниченного изотермой с критической температурой Ткр и коэффициент продольного изгиба нагретой колонны определяют исходя из того, что в среднем нем критическая температура для бетона на гранитном щебне и песчаного бетона равна 500°С, а для бетона на известковом щебне - 600°С. При этом под критической температурой понимают такую температуру, при которой предел прочности бетона составляет половину первоначальной. Для более точных расчетов следует учитывать, что критическая температура бетона зависит также от размеров сечения конструкции и величины нагрузки.
Если для стали класса А-Пв коэффициент yst оказался равным 0,45, то критическая температура составит 550°С. Прц такой критической температуре предел огнестойкости железобетонной плиты, у которой расстояние от обогреваемой, поверхности до центра тяжести арматуры составляет 10 мм, будет равен 37 мин.
Нефтепродукты и химические органические продукты (далее —• вещества) по пожаровзрывоопасности подразделяются на газы — вещества, абсолютное давление паров которых при 50 °С равно или выше 300 кПа или критическая температура ниже 50 °С; жидкости •—вещества с температурой плавления (капле-падения) не более 50°С; твердые вещества — с температурой плавления (каплепадения), превышающей 50°С; пыли — диспергированные твердые вещества с размером частиц менее 850 мкм. Указанным ГОСТом установлены следующие показатели пожаровзрывоопасности.
Вещества, у которых критическая температура существенно ниже температуры окружающей среды, хранят в специальных теплоизолированных резервуарах (криогенных резервуарах с высокоэффективной вакуумно-порошковой теплоизоляцией) в сжиженном состоянии водород, кислород, азот и т. д. Пары этих веществ, неизбежно образующиеся при таком способе хранения, либо снова сжижаются, либо сбрасываются в атмосферу. При разгерметизации такого сосуда к жидкости из окружающей среды поступает тепловой поток, что приводит к немедленному вскипанию жидкости и переходу ее в газообразное состояние. Интенсивность процесса парообразования пропорциональна скорости подвода теплоты, которая, в свою очередь, зависит от условий теплообмена криогенной жидкости с атмосферой и подстилающей поверхностью, на которую произошел пролив.
Вещества, у которых критическая температура больше температуры окружающей среды, а температура кипения меньше, тоже хранятся в жидком состоянии, причем в отличие от веществ первой группы для ожижения их необходимо только сжать (СПГ, пропан, бутан, аммиак, хлор и т. д.). При разгерметизации емкости и потери давления в ней часть жидкости мгновенно испаряется, а оставшаяся охлаждается до температуры кипения при атмосферном давлении. Так, пропан может храниться при температуре 26,9 °С и давлении 1 МПа. После разгерметизации резервуара и падении давления до атмосферного температура оставшейся (неиспарившейся) жидкости будет —42,1°С. Неиспарившаяся жидкость может разлиться по подстилающей поверхности, и дальнейший процесс испарения будет происходить за счет притока теплоты из окружающей среды.
Вещества, у которых критическая температура и температура кипения больше температуры окружающей среды, находятся при атмосферном давлении в жидком состоянии. При поступлении таких веществ в атмосферу интенсивность процесса испарения определяется разностью парциальных давлений пара над поверхностью жидкости и в окружающей среде. Так как температура окружающей среды может лежать в широком диапазоне —40...+50 °С (т. е. переменна для различных территорий и времен года), то одно и то же вещество можно
Для газовоздушных смесей — нижний (НКПВ) и верхний (ВКПВ) концентрационные пределы воспламенения — температуры жидкостей, при которых давление насыщенных паров создает концентрацию паров, соответствующую нижнему и верхнему концентрационному пределу распространения пламени; нормальная скорость распространения пламени (UH, м/с — скорость перемещения фронта пламени по нормали к его поверхности), температура самовоспламенения (tc, °C — минимальная критическая температура, при которой возможно самопроизвольное возникновение пламенного горения); минимальная энергия зажигания (МЭЗ, Дж—наименьшая энергия искры электрического разряда, достаточная для зажигания стехиометрической смеси данного горючего вещества с воздухом); максимальное давление взрыва (pimx, кПа — максимальное давление, развиваемое при воспламенении стехиометрической смеси данного горючего вещества).
При оценке процессов парообразования необходимо учитывать не только свойства жидкостей, но и температуру окружающей среды, которая на территории СССР может быть в пре-д^лах от 50 до —40 °С. Ниже приведены свойства различных веществ, в том числе тех, критическая температура которых ниже температуры окружающей среды:
 Читайте далее:
 Качественные изменения
Коэффициенты звукопоглощения
Кабельных коммуникаций
Коэффициента концентрации
Коэффициента отражения
Коэффициента пульсации
Кабельных наконечников
Критериев вредности
Коэффициентом теплоотдачи
Коэффициентов концентрации
Кабельных помещениях
Коэффициент эффективности капитальных
|
