Mi a lobbanáspont. Villanás, gyulladási és öngyulladási hőmérsékletek. A lobbanáspont az a hőmérséklet, amelyen az olajtermék normál körülmények között melegszik. Különféle kőolajtermékek lobbanáspontja

hőfokjárványok Az a minimális hőmérséklet, amelyen az olajtermék gőze olyan keveréket képez a levegővel, amely rövid ideig lángképződésre képes, ha külső forrást (láng, elektromos szikra stb.) meggyújtanak.

A villanás gyenge robbanás, amely szigorúan meghatározott koncentrációs határok között lehetséges szénhidrogének és levegő keverékében.

Megkülönböztetni felsőÉs Alsó a lángterjedés koncentrációs határa. A felső határt a maximális gőzkoncentráció jellemzi szerves anyag levegővel alkotott keverékben, amely felett a gyulladás és az égés külső gyújtóforrás bevezetése esetén oxigénhiány miatt lehetetlen. Az alsó határ a levegő minimális szervesanyag-koncentrációjánál van, amely alatt a helyi gyulladás helyén felszabaduló hőmennyiség nem elegendő ahhoz, hogy a reakció a teljes térfogatban lezajljon.

hőfokgyújtás az a minimális hőmérséklet, amelyen a teszttermék gőzei külső gyújtóforrás bevezetésekor stabil, csillapítatlan lángot képeznek. A gyulladási hőmérséklet mindig magasabb, mint a lobbanáspont, gyakran meglehetősen jelentős mértékben - több tíz fokkal.

hőfoköngyulladás Mi az a minimális hőmérséklet, amelyen a kőolajtermékek levegővel alkotott keveréke külső gyújtóforrás nélkül meggyulladhat? A dízel belsőégésű motorok pa6otája a kőolajtermékek ezen tulajdonságán alapul. Az öngyulladási hőmérséklet több száz fokkal magasabb, mint a lobbanáspont. A kerozinok, gázolajok, kenőolajok, fűtőolajok és egyéb nehéz kőolajtermékek lobbanáspontja az alsó robbanási határt jellemzi. A szobahőmérsékleten jelentős gőznyomású benzinek lobbanáspontja általában a felső robbanási határt jellemzi. Az első esetben a meghatározást melegítés közben, a másodikban - hűtés közben végezzük.

Mint minden feltételes jellemző, a lobbanáspont az eszköz kialakításától és a meghatározás körülményeitől függ. Ezen kívül értékét befolyásolják a külső körülmények - a légköri nyomás és a levegő páratartalma. A lobbanáspont a légköri nyomás növekedésével növekszik.

A lobbanáspont a vizsgált anyag forráspontjához kapcsolódik. Az egyes szénhidrogének esetében ezt a függőséget Ormandy és Krevin szerint a következő egyenlőség fejezi ki:

T vsp \u003d K T ​​​​kip, (4,23)

ahol T lobbanáspont - lobbanáspont, K; K - együttható 0,736; T forráspont - forráspont, K.

A lobbanáspont nem additív mennyiség. Kísérleti értéke mindig alacsonyabb, mint a keverékben lévő komponensek lobbanáspontjának az additívum szabályai szerint számított számtani középértéke. Ennek az az oka, hogy a lobbanáspont főként az alacsony forráspontú komponens gőznyomásától függ, míg a magas forráspontú komponens hőátadóként szolgál. Példaként megemlíthető, hogy már 1% benzin bejutása a kenőolajba 200-ról 170 °C-ra csökkenti a lobbanáspontot, 6% benzin pedig közel felére csökkenti. .

Két módszer létezik a lobbanáspont meghatározására - zárt és nyitott típusú eszközökben. Ugyanazon olajtermék lobbanáspont-értékei, műszerekben meghatározva különféle típusok, jelentősen eltérnek. Nagy viszkozitású termékeknél ez a különbség eléri az 50-et, a kevésbé viszkózus termékeknél a 3-8°C-ot. Az üzemanyag összetételétől függően az öngyulladás feltételei jelentősen megváltoznak. Ezek a feltételek viszont az üzemanyagok motoros tulajdonságaihoz, különösen a robbanásállósághoz kapcsolódnak.

VILLANÁS ÉS LOBBANÁSPONT. Az éghető anyagok, különösen a folyékonyak, az elhelyezkedésük körülményeitől függően három különböző típusú égésben fordulnak elő: villanás, gyújtás és gyulladás; a robbanás a villanás speciális esetének tekinthető. A villanás egy éghető anyag gőzeinek oxigénnel vagy levegővel alkotott keverékének gyors, de viszonylag nyugodt és rövid ideig tartó égése, amely helyi hőmérséklet-emelkedés következtében alakul ki, amely lehet. elektromos szikra vagy forró test (szilárd, folyékony, láng) keverékének megérintése okozza. A villanás jelensége olyan, mint egy robbanás, de ez utóbbival ellentétben erős hang nélkül lép fel, és nincs pusztító hatása. A villanást rövid időtartama különbözteti meg a gyújtástól. A helyi hőmérséklet-emelkedésből kitörő gyulladás ekkor egészen a teljes éghető anyagkészlet elfogyásáig tarthat, és az égés során felszabaduló hő hatására elpárolog. A gyújtás viszont különbözik a gyújtástól, mivel ez utóbbi nem igényel további helyi hőmérséklet-emelkedést.

Az égés minden típusa összefügg a hő terjedésével az égés helyéről az éghető keverék szomszédos területeire. Felvillanás közben az egyes szakaszokban felszabaduló hő elegendő egy már elkészített éghető keverék szomszédos szakaszának meggyújtásához, de nem elegendő ahhoz, hogy azt új mennyiségű üzemanyag elpárologtatásával pótolja; ezért az éghető gőzkészlet kimerülése után a láng kialszik, és a villanás ott véget ér, amíg az éghető gőzök ismét felhalmozódnak és helyi túlmelegedést szenvednek. Meggyújtáskor a gőzképző anyagot olyan hőmérsékletre hozzuk, hogy a felgyülemlett gőzök égéséből származó hő elegendő legyen az éghető keverék készletének helyreállításához. A megindult gyújtás, miután elérte az éghető anyag felületét, mozdulatlanná válik, amíg az éghető anyag teljesen ki nem ég; de a gyújtás leállítása után a gyújtás már nem újul meg kívülről alkalmazott helyi túlmelegedés nélkül. Végül gyújtás közben az éghető anyag olyan hőmérsékleten van, amely nemcsak a párologtatáshoz, hanem a folyamatosan képződő éghető keverék fellobbanásához is elegendő, további helyi fűtés nélkül. Ez utóbbi esetben az égés, ha leállítanák például az oxigén szabad hozzáférésének megszakításával, az akadályozó ok megszüntetése után spontán módon megy végbe: a spontán felvillanás tovább gyullad.

Az egyik vagy másik típusú égés lehetősége elsősorban attól függ kémiai összetételéghető keverék, azaz az éghető gőzök kémiai természete, a keverék oxigéntartalma, az idegen közömbös szennyeződések, pl.: nitrogén, vízgőz, szén-dioxid, valamint az égési reakciót aktívan ellensúlyozó szennyeződések tartalma, pl. , negatív katalizátorok, hangtompítók stb. e. És mivel minden típusú égési folyamat villanással kezdődik, a villanás figyelembevétele a keverék kémiai összetételétől való függésében általános jelentése minden esetre. Előre nyilvánvaló, hogy adott nyomás- és hőmérsékleti feltételek mellett az éghető gőz vagy gáz oxigénnel (vagy levegővel) alkotott keveréke semmilyen arányban nem lobbanhat fel, és hogy a keverékben nagyon kicsi, vagy éppen ellenkezőleg, túl magas üzemanyag-tartalom van. fáklyát kizárja. Ezenkívül a különböző éghető gőzök égéséhez eltérő mennyiségű oxigénre van szükség, ezért az oxigén és az éghető gőzök keverékeinek "lobbanáshatára" mindig az éghető gőz típusától függ. A kémiailag egyedi anyagokra vonatkozó határértékek kiszámításának módszerét Thornton jelölte meg. Ha N-vel jelöljük az éghető anyag M molekulájának gáz vagy gőz formában történő teljes elégetéséhez szükséges oxigénatomok számát, akkor Thornton szerint a felvillanási képességet megőrző keverékek határai kifejezhetők:

Ha a keverék nem tiszta oxigént, hanem levegőt tartalmaz, akkor figyelembe kell venni, hogy 5 (pontosabban 4,85) térfogatnyi levegő 1 térfogat oxigént tartalmaz. Így például a metán égése a következő egyenlettel fejezhető ki:

tehát ebben az esetben M = 1 és N = 4. Ezért a metán és az oxigén keverékének felső határának összetétele a következőképpen adódik:

innen könnyen kiszámítható, hogy a metán és levegő keverékének felső lobbanási határát 1:5 arány határozza meg, azaz 1/6 metántartalommal a keverékben, vagy 16,7% (a kísérlet 14,8-at ad). %). Az alsó határhoz hasonlóan a CH 4 (1 térfogat) + 6 O (3 térfogatrész) keverék összetétele van, amely megfelel a levegővel kevert keverék metántartalmának 1/16, vagyis 6,25% (a kísérlet 5,6-ot ad). %). Hasonlóképpen a pentán, C 6 H 12, M \u003d 1 és N \u003d 16 értéket kapunk, amelyből 1/21, azaz 4,75% levegővel kevert pentánt számítanak ki a felső határra (a kísérlet 4,5%), az alsónál 1/76, vagy 1,35% (a tapasztalat 1,35%). Mivel a Thornton-képletekben az M és N értékei arányosak az éghető anyag és az oxigén parciális gőznyomásával, nyilvánvaló, hogy a fellobbanás csak a parciális gőznyomás bizonyos határain belül lehetséges, és határai a hőmérséklettel változnak. . Az is nyilvánvaló, hogy a villanás akkor válik lehetségessé, amikor a telített gőznyomás eléri ismert érték. Ennek az értéknek és a gőznyomás hőmérséklettől való függésének ismeretében kiszámítható, hogy milyen hőmérsékleten lehetséges a felvillanás. E. Mack, C. E. Burda és G. N. Borgem tanulmányai kimutatták, hogy a legtöbb anyag esetében a villanás alsó határán meglehetősen jó egyezés figyelhető meg a számított hőmérséklet és a közvetlenül megfigyelt hőmérséklet között.

Néhány esetben a gőzkeverékekre is vonatkozik az a hőmérséklet meghatározásának meghatározott módszere, amelyen a fellángolás lehetséges. Ha ez C n H 2 n naftének keveréke, akkor minden homológban azonos a C-H-tartalom aránya, így a keverék átlagos molekulatömege lehetővé teszi a CH 2 csoportok számának meghatározását. és ebből következően az égéshez szükséges O mennyiségük.. Ezen kívül a lobbanáspont itt a molekulatömeg és a hozzá tartozó forráspont szinte lineáris függvénye. Metán szénhidrogének C n H 2 n+2 keveréke (például benzin) esetén az N számot is az átlagos molekulatömegből számítják ki. Miután levonunk belőle 2-t (a lánc végén lévő két hidrogénatomra), és a maradékot elosztjuk 14-gyel (a CH 2 csoport atomtömegeinek összege), megkapjuk ezeknek a csoportoknak a számát, amely megfelel az átlagnak. a keverék molekulatömege. Ha ezt a számot megszorozzuk 3-mal, és hozzáadunk 1-et, két korábban figyelmen kívül hagyott hidrogénatom esetén N-t kapunk. Tehát a benzin esetében az átlagos molekulatömeg 107, ezért:

A keverék nyomásának növekedésével az éghető gőz részleges rugalmassága nő, ezért a lobbanáspont is nő. A nyomás 1 mm-es növekedése 0,033°-kal növeli a mexikói olajvágások lobbanáspontját, amint azt Loman kimutatta, aki különböző magasságokban vizsgálta a villanást (Golde szerint, aki más anyagokkal dolgozott, ez a változás 0,036°). Különösen a kerozin esetében van egy korrekciós táblázat, amely lehetővé teszi a lobbanáspont normál értékre állítását bármely légnyomásnál. Kivéve légköri nyomás, a lobbanáspont megváltoztatja a levegő páratartalmát is, mivel a vízgőz részleges rugalmassága csökkenti a keverék éghető komponensének nyomását.

Vaku párolgó folyadék. A gázok vagy gőzök kész keverékének felvillanása a legegyszerűbb eset. Bonyolultabb a villanásjelenség, amikor a villogó keverék folyamatosan keletkezik a közvetlenül elhelyezkedő folyadék elpárolgásából. A gázkeverék felvillanása számos kísérleti körülménytől is függ: a robbanóbüreta szélességének növelése, a robbanószikra felülről lefelé történő átvitele, az edény kapacitásának növelése, a szikraköz meghosszabbítása stb. - mindez kiterjeszti a határokat. egy esetleges villanásról. Ezenkívül egyes, még nem kellőképpen tanulmányozott szennyeződések jelentősen megváltoztathatják ezeket a határértékeket. A porlasztott éghető folyadékból felvillanó köd kérdését Gider és Wolf vizsgálta. A villanás alsó határa itt megegyezett a megfelelő gőzzel való keverékkel; de a ködben a robbanás terjedési sebessége kisebb, az oxigénfogyasztás pedig nagyobb, mint a gőzöknél. A folyadék felületének állapota, térfogata, a gyújtólángtól való távolság, a külső levegő és a keletkező gőzök cseréjének sebessége, a párolgás sebessége, és ebből következően a folyadékot felmelegítő hőforrás teljesítménye, az edény falának hővezető képessége, magának a folyadéknak a hővezető képessége és viszkozitása, az edény hővesztesége sugárzással stb. d. - mindez jelentősen megváltoztathatja a megfigyelt lobbanáspontot és a tényezőkön túl gázelegy felvillanásának tárgyalásánál jeleztük. Ezért a villanásról mint állandóról csak feltételesen beszélhetünk, a kísérletet csak pontosan meghatározott feltételek mellett végezzük. A kémiailag egyedi anyagok esetében Ormandy és Crevin megállapította a lobbanáspont és a forráspont arányát (abszolút fokban):

ahol az alsó fáklyahatár k együtthatója 0,736, a felsőé pedig 0,800; T° b.p. a hőmérő kezdeti leolvasása alapján kell meghatározni. Az Ormandy és a Crevin formulája bizonyos mértékig kiterjed a különféle keverékek nagyon szűk frakcióira is. Azoknál az éghető folyadékoknál azonban, amelyekkel a legtöbb esetben a gyakorlatban is foglalkozni kell, vagyis az összetett keverékeknél, a lobbanáspontot meghatározó egyszerű összefüggéseket még nem találták meg. Még a bináris keverékek sem követik a keverési szabályt a fáklya tekintetében, és az alacsony fáklyás komponens jelentősen csökkenti a másik, nagy fáklyás, míg az utóbbi kissé növeli az első fáklyát. Így például egyenlő mennyiségű frakció (benzin és kerozin komponensek) keverékének, amelynek fajsúlya 0,774 6,5 °-os felvillanással és 0,861 fajsúlyú 130 °-os felvillanással, nincs lobbanáspontja 68,2-nél °, ahogy az a keverési szabálytól elvárható, és 12°-on. 68,2°-on egy olyan keverék villog, amely csak körülbelül 5% könnyebb komponenst tartalmaz, így ez a kis adalékanyag 61,8°-kal csökkenti a nehezebb komponens lobbanáspontját. Az ilyen keverékek nyitott tégelyben történő vizsgálatának eredményét azonban, ahol az illékony komponens gőzei nem tudnak felhalmozódni, nem torzítják annyira a szennyeződések, különösen, ha mindkét komponensben jelentős a villanások különbsége. Bizonyos esetekben az ilyen keverékek dupla villanást adhatnak különböző hőmérsékleteken.

Gyújtás. Minél nagyobb mértékben haladja meg a gyulladási hőmérséklet a lobbanáspontot, annál magasabb maga a lobbanáspont. Amint azt Kunkler és M. V. Borodulin kimutatta, amikor az olajtermékeket villanásról gyulladásra hevítik, a vizsgált anyag tömegének körülbelül 3%-át veszíti el, és ez a veszteség a könnyebb vágásokhoz kapcsolódik. Ezért kis mennyiségű (legfeljebb 3%) könnyű desztillátum jelenléte, amely jelentősen torzítja az anyag lobbanáspontját, nem zavarja a gyulladási hőmérséklet pontos mérését. Ezzel szemben, ha az olajban több mint 10% benzin van, akkor a gyulladási pont meghatározhatatlan.

Az éghető gőzök keverékének spontán égése vagy öngyulladása akkor következik be, amikor egy oxidáló rendszer hőleadását hőveszteséggel kiegyenlítik, és ezért a reakció jelentéktelen felgyorsulása is heves folyamathoz vezet. Nyilvánvalóan változik a hőmérsékleti egyensúly határa a keverék azonos összetétele mellett annak tömegétől, hővezető képességétől és az éghető keveréket tartalmazó héj hőkibocsátó képességétől függően, a hőmérséklet függvényében. környezet, katalizátorok jelenléte a keverékben, és számos egyéb körülmény, így az öngyulladási hőmérséklet csak szigorúan meghatározott feltételek mellett rendelkezhet bizonyos értékkel. Az öngyulladási hőmérséklet függését a katalizáló platina jelenlététől vagy hiányától például E. Constant és Schlönfer adatai igazolják (1. táblázat).

Az öngyulladási hőmérséklet függését a keverék oxigén vagy levegő jelenlététől ugyanezen kutatók adatai mutatják (2. táblázat).

S. Gvozdev tanulmánya különböző anyagok spontán égéséről kvarc- és vascsövekben oxigén és levegő atmoszférában olyan eredményeket adott, amelyeket a táblázatban hasonlítunk össze. 3.

A spontán égéssel kapcsolatban a tapasztalatok megállapítottak néhányat Általános rendelkezések, nevezetesen: 1) a nyomás csökkenti a spontán égés hőmérsékletét; 2) a nedvesség jelenléte a spontán égés hőmérsékletét is csökkenti; 3) levegőben a spontán égés hőmérséklete magasabb, mint az oxigénben; 4) a spontán égés hőmérséklete nyitott csőben magasabb, mint zárt térben; 5) a ciklohexán szénhidrogének öngyulladási hőmérséklete alacsonyabb, mint az aromás szénhidrogéneké, és közel van a telített szénhidrogének öngyulladási hőmérsékletéhez; 6) számára aromás szénhidrogének a levegőben és az oxigénben a spontán égés hőmérséklete közel van egymáshoz; 7) egyes anyagok (terpentin, alkoholok) nagyon ingadozó öngyulladási hőmérsékletet adnak egy egymást követő vizsgálatsorozat során (különösen a terpentin). A spontán égés speciális esete az olajjal impregnált rostos anyagok (pamut, gyapjú, gyapjú, rongyok); az öngyulladás könnyűsége ilyen esetekben az adott olajok öngyulladási hőmérsékletével függ össze. Az ilyen jellegű jelenségek olyan jelentős gyakorlati jelentőséggel bírnak, hogy speciális módszereket és eszközöket fejlesztettek ki az olajok spontán gyulladási képességének vizsgálatára pamut jelenlétében.

Felvillanási és tűzpontok mérése. Mivel szorosan összefügg a molekulatömeggel és a forrásponttal, a lobbanás és a gyulladás közvetett kapcsolatban áll ezekkel az állandókkal, és ezért egy adott anyagot jellemzik. A gyakorlatban még nagyobb jelentőséggel bírnak az adott felhasználási feltételek melletti anyag gyúlékonysági fokának megítélésében, és ebből következően a megelőző intézkedések megállapításánál, ami az iparban különösen fontos körülmény (ásványolaj, fafeldolgozás, alkohol, lakk, olaj) ) és általában, ha illékony oldószerekkel foglalkozunk.

A fellobbanási és gyulladási hőmérséklet mérésének szükségessége számos, gyakran drága speciális eszköz tervezéséhez és az ezekkel való munkavégzésre vonatkozó utasítások kidolgozásához vezetett, és az egyes iparágakban bizonyos anyagosztályokhoz, akár egymáshoz kapcsolódóan is, különféle eszközöket építettek és szabványosítottak különböző utasításokkal. Racionális alapok nélkül, országonként, ipari szervezetenként és anyagosztályonként változó, a villanás- és gyulladásmérési módszerek csak nagyon közelítően konzisztens eredményeket adnak egymással. A lobbanáspont mérésére szolgáló készülékek fő típusai: a) nyitott edénnyel, b) zárt edénnyel.

A) Nyissa meg a Vessel Appliances lehetőséget. A lobbanáspont-mérés eredetileg úgy történt, hogy a tesztfolyadékot a csészében lévő vízre öntötték; ez utóbbit aztán felmelegítették. Később nyitott edényben villogni kezdett a hl. arr. a nehezen felvillanó anyagok tekintetében, például kenőolajok, gázszénkátrányok, különféle masztixek stb. Ezek Marcusson, Brenken, Cleveland, Moore, de Graaff, Krupp készülékei, amelyek elsősorban méretükben, alakjukban térnek el egymástól a tégely anyaga, a fűtőelemek kialakítása és a melegítés módja. Ezen eszközök kezelésének részleteit itt találja speciális irányelvek. Meg kell jegyezni, hogy a hőmérő higanyoszlopának kiemelkedése a tégelyen kívül és jelenléte különböző hőmérsékletű környezetben, különböző helyeken jelentős korrekció szükségességét vonja maga után, ami a villanási vagy gyulladási hőmérséklet növekedésével növekszik, például 10-14°-ig, ha a lobbanáspont 300°. A valódi lobbanáspontot a következő képlet segítségével számítjuk ki:

ahol θ a közvetlenül megfigyelt felvillanási (vagy gyulladási) hőmérséklet, n a higanyoszlop vizsgálati folyadékon kívüli részének fokszáma, és t" a higanyoszlop kiálló részének közepének megfelelő hőmérséklet; bár t "m. b. számított, de általában közvetlenül, egy kiegészítő hőmérővel mérik. A korrekció gyors megtalálásához egy speciális táblázatot használnak. Egy speciális táblázat szolgál a légnyomás korrekcióira is, amelyek különösen fontosak gyúlékony folyadékok (kerozin) lobbanáspontjának meghatározásakor; utóbbihoz általában zárt edényű eszközöket használnak.

b) Zárt edényes készülékek. Az ilyen típusú hangszerek közül a legismertebbek Abel és Martens (mindkettőt Pensky fejlesztette), Elliot (New York), Tag hangszerei. A Szovjetunióban és néhány más országban (Németország, Ausztria) szinte kizárólag az Abel-Pensky készüléket alacsony forráspontú folyadékokhoz (kerozin) és a Martens-Pensky készüléket magas forráspontú folyadékokhoz (olajokhoz) használják. Ezeknek az eszközöknek a munkarésze egy szigorúan szabványos, fedővel szorosan lefedett tégelyből áll, amelyben bizonyos időközönként egy ablakot nyitnak, hogy egy kis lángot vigyenek be a tégelybe. A tégely hőmérőt és keverőt tartalmaz. A tégely melegítése, és bizonyos esetekben éppen ellenkezőleg, hűtése szigorúan meghatározott feltételek mellett, speciális fürdők használatával történik. ben elfogadott eszközök különböző országok kerozin vizsgálatához, és normál hőmérsékletek A megfelelő tesztek során felvillanásokat a táblázatban hasonlítjuk össze. 4.

A lobbanáspont meghatározásánál a különböző eszközök leolvasási értékei mindig eltérnek egymástól, és a felvillanás meghatározása nyitott edényben mindig magasabb hőmérsékletet ad, mint zárt készülékben. Ennek az az oka, hogy zárt készülékekben a gőzök fokozatosan felhalmozódnak a készülékben, míg nyitott edényben folyamatosan a környező légkörbe diffundálnak. Ezen eltérések nagysága a táblázat adatai alapján ítélhető meg. 5.

Ebből a táblázatból az is látható, hogy a lobbanáspont különbsége zárt és nyitott eszközökben a lobbanáspont növekedésével, illetve, amint az utolsó két példa mutatja, a termék heterogenitásának növekedésével is nő. Ebben a tekintetben, ha ugyanazon anyag lobbanáspontjában nagy különbség van, amikor a lobbanáspontját nyitott és zárt eszközökben határozzuk meg, az vagy nehéz anyaggal, például olajjal, valamilyen könnyű anyaggal (benzin, kerozin) vagy néhány desztillációs hiba (bomlás könnyen illékony termékek képződésével). Így egyazon anyag lobbanáspontjának összehasonlítása nyitott és zárt eszközökben egyaránt szolgálhatja a kenőolajok felhasználásának és előállításának helyességét.

lobbanáspont Az a minimális hőmérséklet, amelyen az olajtermék gőze olyan keveréket képez a levegővel, amely rövid ideig lángképződésre képes, ha külső forrást (láng, elektromos szikra stb.) meggyújtanak.

A villanás gyenge robbanás, amely szigorúan meghatározott koncentrációs határok között lehetséges szénhidrogének és levegő keverékében.

Megkülönböztetni felsőÉs Alsó a lángterjedés koncentrációs határa. A felső határt a levegővel kevert szervesanyag-gőz maximális koncentrációja jellemzi, amely felett oxigénhiány miatt a gyulladás és az égés külső gyújtóforrás bevezetésekor lehetetlen. Az alsó határ a levegő minimális szervesanyag-koncentrációjánál van, amely alatt a helyi gyulladás helyén felszabaduló hőmennyiség nem elegendő ahhoz, hogy a reakció a teljes térfogatban lezajljon.

Lobbanáspont az a minimális hőmérséklet, amelyen a teszttermék gőzei külső gyújtóforrás bevezetésekor stabil, csillapítatlan lángot képeznek. A gyulladási hőmérséklet mindig magasabb, mint a lobbanáspont, gyakran meglehetősen jelentős mértékben - több tíz fokkal.

Öngyulladási hőmérséklet Mi az a minimális hőmérséklet, amelyen a kőolajtermékek levegővel alkotott keveréke külső gyújtóforrás nélkül meggyulladhat? A dízel belsőégésű motorok pa6otája a kőolajtermékek ezen tulajdonságán alapul. Az öngyulladási hőmérséklet több száz fokkal magasabb, mint a lobbanáspont. A kerozinok, gázolajok, kenőolajok, fűtőolajok és egyéb nehéz kőolajtermékek lobbanáspontja az alsó robbanási határt jellemzi. A szobahőmérsékleten jelentős gőznyomású benzinek lobbanáspontja általában a felső robbanási határt jellemzi. Az első esetben a meghatározást melegítés közben, a másodikban - hűtés közben végezzük.

Mint minden feltételes jellemző, a lobbanáspont az eszköz kialakításától és a meghatározás körülményeitől függ. Ezen kívül értékét befolyásolják a külső körülmények - a légköri nyomás és a levegő páratartalma. A lobbanáspont a légköri nyomás növekedésével növekszik.

A lobbanáspont a vizsgált anyag forráspontjához kapcsolódik. Az egyes szénhidrogének esetében ezt a függőséget Ormandy és Krevin szerint a következő egyenlőség fejezi ki:

T vsp \u003d K T ​​​​kip, (4,23)

ahol T lobbanáspont - lobbanáspont, K; K - együttható 0,736; T forráspont - forráspont, K.

A lobbanáspont nem additív mennyiség. Tapasztalta őt
az érték mindig alacsonyabb, mint az additivitás szabályai szerint számított
a keveréket alkotó komponensek lobbanáspontjának számtani átlaga. Ennek az az oka, hogy a lobbanáspont főként az alacsony forráspontú komponens gőznyomásától függ, míg a magas forráspontú komponens hőátadóként szolgál. Példaként megemlíthető, hogy már 1% benzin bejutása a kenőolajba 200-ról 170 °C-ra csökkenti a lobbanáspontot, 6% benzin pedig közel felére csökkenti. .

Két módszer létezik a lobbanáspont meghatározására - zárt és nyitott típusú eszközökben. Ugyanazon olajtermék lobbanáspontjának értékei, amelyeket különböző típusú készülékekben határoznak meg, jelentősen eltérnek. Nagy viszkozitású termékeknél ez a különbség eléri az 50-et, a kevésbé viszkózus termékeknél a 3-8°C-ot. Az üzemanyag összetételétől függően az öngyulladás feltételei jelentősen megváltoznak. Ezek a feltételek viszont az üzemanyagok motoros tulajdonságaihoz, különösen a robbanásállósághoz kapcsolódnak.

Optikai tulajdonságok

A gyakorlatban a kőolajtermékek összetételének gyors meghatározásához, valamint a termékek minőségének ellenőrzéséhez gyártásuk során gyakran használnak olyan optikai tulajdonságokat, mint a törésmutató (index), a molekulatörés és a diszperzió. Ezek a mutatók számos kőolajtermékekre vonatkozó GOST-ban szerepelnek, és a referencia-irodalomban szerepelnek.

Törésmutató- nagyon fontos állandó nem csak az egyes anyagok, hanem a kőolajtermékek esetében is, amelyek különféle vegyületek összetett keverékei. Ismeretes, hogy a szénhidrogének törésmutatója minél alacsonyabb, annál nagyobb a relatív hidrogéntartalmuk. A ciklusos vegyületek törésmutatója nagyobb, mint az alifás vegyületeké. A cikloalkánok az arének és az alkánok között köztes helyet foglalnak el (hexán 1,3749, ciklohexán 1,4262, benzol 1,5011). A homológ sorozatokban a törésmutató a lánc meghosszabbodásával nő. A legszembetűnőbb változások a homológ sorozat első tagjainál figyelhetők meg, majd a változások fokozatosan kisimulnak. Vannak azonban kivételek e szabály alól. A cikloalkánok (ciklopentán, ciklohexán és cikloheptán) és az arének (benzol és homológjai) esetében először csökken, majd növekszik a törésmutató az alkil-szubsztituensek hosszának vagy számának növekedésével. Például a benzol törésmutatója 1,5011, a toluolé 1,4969, az etil-benzolé 1,4958, a xilolé 1,4958-1,5054.

A szénhidrogének homológ sorozatában lineáris kapcsolat van a sűrűség és a törésmutató között. A cikloalkánok frakcióinál szimbátváltozás van a forráspontban (molekulatömegben) és a törésmutatóban; minél magasabb a forráspont, annál nagyobb a törésmutató. A törésmutató mellett egyes származékai nagyon fontos jellemzők, pl. fajlagos fénytörés:

R 1 \u003d (n D - 1) / p \u003d\u003d const (Gladstone - Dahl képlet), (4,24)

R 2 = [(n 2 D - 1) / (n 2 D + 2)] 1/ р == const (Lorentz-Lorentz képlet), (4.25)

ahol p a termék sűrűsége, a törésmutatóval azonos hőmérsékleten mérve.

A fajlagos fénytörés és a molekulatömeg szorzatát ún molekulatörés.A molekuláris fénytörés additív az egyes anyagokhoz. Ezenkívül a molekulatörés egyenlő az atomi fénytörések összegével. Nagyszámú kísérleti adat alapján kiderült, hogy a molekula egy metiléncsoporttal (CH 2) való megnyúlása a molekulatörés 4,6-os növekedését okozza.

A vizsgált anyag törésmutatója a beeső fény hullámhosszától függ. Legmagasabb érték törésmutató a rövidebb hullámhosszú fényhez és fordítva. A fény törésmutatójának a hullámhosszától való függését egy adott anyag esetében az jellemzi diszperzió fény (szóródása).

Kőolajtermékek lobbanáspontja az a hőmérséklet, amelyen a minta gőzei felmelegedve fellángolnak, amikor tűzforrást hoznak fel, levegővel keveredve. A lobbanáspont mértékegysége nyisd kiÉs zárva tégely, és az elsőnél ez az érték mindig több fokkal magasabb.

A lobbanáspont meghatározása fontos az olajtermék tulajdonságainak megbízható megismeréséhez és minőségének értékeléséhez. Elválasztásra is használják ipari helyiségekés tűzveszélyességi osztályokhoz tartozó berendezések.

Meghatározási módszerek

GOST 2 fő módszert kínál a lobbanáspont meghatározására:

- zárt tégelyben,
- nyitott tégelyben.

olvasztótégelyek - hevítésre, olvasztásra, égetésre és egyéb kísérleti anyagokkal, köztük különféle tüzelőanyagokkal végzett műveletekre tervezett vegyi edények.

A nyitott csésze teszt kevésbé pontos, mivel a mintagőzök szabadon keverednek a levegővel, és tovább tart, amíg a kívánt térfogatra felépülnek. BAN BEN olajtermék minőségi tanúsítvány a lobbanáspont zárt tégelyben (TVZ) a legmegbízhatóbb.

Méréséhez az edényt a megadott jelig megtöltjük tüzelőanyaggal, és folyamatos keverés mellett felmelegítjük. Az edény fedelének kinyitásakor automatikusan nyílt tűz jelenik meg a keverék felszíne felett. A mérés minden melegítési fokon megtörténik, és a fedél kinyitásakor a keverés leáll. A lobbanáspont az az érték, amelynél kékes láng keletkezik tűzforrás megjelenésével.

Vannak speciálisak is eszközöket a lobbanáspont meghatározásához. Egy ilyen eszköz a következő elemeket tartalmazza:

• 600 W-os elektromos fűtés,
• szabványos edény 50,8 mm belső átmérővel és körülbelül 70 ml űrtartalommal,
• sárgaréz keverő,
• gyújtó (elektromos vagy gáz),
• hőmérők 1⁰С-os beosztással.

Különféle kőolajtermékek lobbanáspontja

A lobbanáspont szerint a folyékony kőolajtermékeket a következő kategóriába sorolják: gyúlékony folyadékok (gyúlékony folyadékok) És éghető folyadékok (GZH) . A gyúlékony folyadékok lobbanáspontja zárt tégelynél 61⁰С, nyitott tégelynél 65⁰С felett van. Az ezen értékek alatti hőmérsékleten villogó folyadékok tűzveszélyesnek minősülnek. Az LVZH 3 kategóriába sorolható:

1. Különösen veszélyes (TVZ -18⁰С-tól és az alatt).
2. Folyamatosan veszélyes (TVZ -18⁰С és 23⁰С között).
3. Veszélyes, ha a levegő hőmérséklete emelkedik (TVZ 23⁰С-ról 61⁰С-ra).

Lobbanáspont gázolaj minőségének egyik fontos mutatója. Ez közvetlenül az üzemanyag típusától függ. Például egy modern EURO dízel üzemanyag villog, ha eléri az 55⁰С vagy afeletti értéket.

A dízelmozdonyok és tengeri motorok tüzelőanyagának lobbanáspontja magasabb, mint a dízel üzemanyagoké Általános használat. A nyári üzemanyag pedig felmelegítve 10-15⁰С-kal korábban lobban fel, mint a téli és a sarkvidéki üzemanyag.

A könnyű olajfrakciók alacsony TTR-vel rendelkeznek, és fordítva. Például:

• motorolaj lobbanáspontja (nehéz olajfrakciók) - 130-325⁰С,
• kerozin lobbanáspontja (közepes kerozin- és gázolajfrakciók) - 28-60⁰С,
• a benzin lobbanáspontja (könnyű benzinfrakciók) legfeljebb -40⁰С, vagyis a benzin nulla alatti hőmérsékleten villog.

Meghatározzuk az olaj lobbanáspontját frakcionált összetétel, de alapvetően az értékei negatívak (mint a benzineknél), és -35⁰С és 0⁰С között mozognak. És a gázok lobbanáspontja általában nincs meghatározva. Ehelyett felső és alsó gyúlékonysági határértékeket alkalmaznak, amelyek a levegőben lévő gázgőz mennyiségétől függenek.

Ahhoz, hogy NKPP gőzt hozzon létre a folyadék felszíne felett, elegendő az NTPRP-vel megegyező hőmérsékletre melegíteni, nem a folyadék teljes tömegét, hanem csak a felületi rétegét.

IS jelenlétében az ilyen keverék képes meggyulladni. A gyakorlatban leggyakrabban a lobbanáspont és a gyulladási pont fogalmát használják.

Alatt lobbanáspont megérteni a folyadék legalacsonyabb hőmérsékletét, amelynél speciális vizsgálatok körülményei között a felülete felett olyan folyadékgőz-koncentráció képződik, amely képes IZ-ből meggyulladni, de képződésük sebessége nem elegendő a későbbi égéshez. Így mind a lobbanásponton, mind a gyulladás alsó hőmérsékleti határánál a folyadék felszíne felett alacsonyabb gyulladási koncentrációs határ keletkezik, azonban az utóbbi esetben a HKPRP telített gőzök hatására jön létre. Ezért a lobbanáspont mindig valamivel magasabb, mint az NTPRP. Bár a lobbanásponton a levegőben lévő gőzök rövid ideig tartó gyulladása van, amely nem képes a folyadék stabil égésére, ennek ellenére bizonyos körülmények között a folyadékgőzök kitörése tűzforrás lehet.

A lobbanáspontot veszik alapul a folyadékok gyúlékony (gyúlékony folyadékok) és éghető folyadékok (FL) osztályozásánál. A gyúlékony folyadékok közé tartoznak azok a folyadékok, amelyek lobbanáspontja zárt tégelyben 61 0 C vagy nyitott tégelyben 65 0 C és ez alatt van, GZH - zárt tégelyben 61 0 C feletti lobbanásponttal vagy nyitott tégelyben 65 0 C.

I. kategória - különösen veszélyes tűzveszélyes folyadékok, ide tartoznak a -18 0 C és az alatti lobbanáspontú gyúlékony folyadékok zárt tégelyben vagy -13 0 C és ez alatti nyitott tégelyben;

II. kategória - tartósan veszélyes gyúlékony folyadékok, ide tartoznak azok a gyúlékony folyadékok, amelyek lobbanáspontja zárt tégelyben -18 0 C és 23 0 C közötti, nyitott tégelyben pedig -13 és 27 0 C között van;

III. kategória - gyúlékony folyadékok, magas levegőhőmérsékleten veszélyesek, ide tartoznak azok a gyúlékony folyadékok, amelyek lobbanáspontja zárt tégelyben 23-61 0 C, nyitott tégelyben 27-66 0 C.

A lobbanásponttól függően biztonságos módszereket alakítanak ki a folyadékok tárolására, szállítására és különféle célokra történő felhasználására. Az azonos osztályba tartozó folyadékok lobbanáspontja természetesen változik a homológ sorozat tagjainak fizikai tulajdonságainak változásával (4.1. táblázat).

4.1. táblázat.

Az alkoholok fizikai tulajdonságai

A lobbanáspont a molekulatömeg, a forráspont és a sűrűség növekedésével növekszik. A homológ sorozat ezen mintái arra utalnak, hogy a lobbanáspont összefügg fizikai tulajdonságok anyagok és maga is fizikai paraméter. Megjegyzendő, hogy a homológ sorozatban a lobbanáspont változásának mintázata nem terjeszthető ki a szerves vegyületek különböző osztályaiba tartozó folyadékokra.

Gyúlékony folyadékok vízzel vagy szén-tetrakloriddal való keverésekor a gyúlékony gőzök nyomása az ugyanaz a hőmérséklet csökken, ami a lobbanáspont növekedéséhez vezet. Üzemanyaggal hígítható olyan mértékben folyékony, hogy a kapott keveréknek ne legyen lobbanáspontja (lásd 4.2. táblázat).

A tűzoltási gyakorlat azt mutatja, hogy a vízben jól oldódó folyadékok égése leáll, ha az éghető folyadék koncentrációja eléri a 10-25%-ot.

4.2. táblázat.

Az egymásban jól oldódó éghető folyadékok bináris keverékei esetében a lobbanáspont a tiszta folyadékok lobbanáspontja között van, és megközelíti az egyik lobbanáspontját, a keverék összetételétől függően.

VAL VEL a folyadék párolgási sebességének hőmérséklet-emelkedése növekszik, és egy bizonyos hőmérsékleten olyan értéket ér el, hogy meggyújtás után a keverék tovább ég a gyújtóforrás eltávolítása után is. Ezt a folyadékhőmérsékletet ún lobbanáspont. Gyúlékony folyadékok esetében 1-5 0 С-kal különbözik a lobbanásponttól, és GZh esetében - 30-35 0 С. A folyadékok gyulladási hőmérsékletén állandó (stacionárius) égési folyamat jön létre.

A zárt tégely lobbanáspontja és az alsó gyulladási hőmérsékleti határ között összefüggés van, amit a következő képlet ír le:

T nap - T n.p. \u003d 0,125 T nap + 2. (4,4)

Ez az összefüggés a T napra érvényes< 433 К (160 0 С).

A fellobbanási és gyulladási hőmérsékletek jelentős függése a kísérleti körülményektől bizonyos nehézségeket okoz az értékek becslésére szolgáló számítási módszer megalkotásában. Az egyik leggyakoribb ezek közül a V. I. Blinov által javasolt fél-empirikus módszer:

, (4.5)

ahol T nap - lobbanáspont, (gyújtás), K;

p nap - a folyadék telített gőzének parciális nyomása a lobbanásponton (gyulladás), Pa;

D 0 - a folyadékgőz diffúziós együtthatója, m 2 / s;

n az egy üzemanyagmolekula teljes oxidációjához szükséges oxigénmolekulák száma;