一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，根據(jù)環(huán)境濕度條件計(jì)算得到空氣中水蒸汽的體積比，將水蒸汽作為阻燃?xì)怏w，根據(jù)絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHm/水蒸汽或CnHmOl/水蒸汽二元混合物的爆炸極限值，該估算結(jié)果即為該濕度條件下CnHm或CnHmOl的爆炸極限。在實(shí)際工作生產(chǎn)中將CnHm或CnHmOl的控制在爆炸上限和爆炸下限的估算結(jié)果范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)烴類及其含氧衍生物的安全應(yīng)用，為烴類及其含氧衍生物在不同的環(huán)境條件下的安全生產(chǎn)、運(yùn)輸和運(yùn)行等過程中提供了基本的安全參數(shù)。
【專利說明】一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體與液體的可燃性研究領(lǐng)域，尤其是氣體與液體蒸氣的爆炸極限研究，具體為一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，我國火災(zāi)事故頻發(fā)，尤其是在煤炭與石油相關(guān)的行業(yè)中，各種烴類(CnHni)及其含氧衍生物(CnHniO1)均極易發(fā)生燃燒爆炸?？扇夹晕镔|(zhì)與空氣的混合物，只有在一定的濃度范圍內(nèi)才可以被點(diǎn)燃，可以發(fā)生燃燒的最大濃度和最小濃度稱為爆炸極限。對于可燃性氣體或蒸氣，最安全的方法是將其在空氣中的濃度控制在其爆炸極限范圍之外，因此，獲取準(zhǔn)確的爆炸極限數(shù)據(jù)對于烴類及其含氧衍生物均具有至關(guān)重要的意義。
[0003]爆炸極限所研究的對象是可燃性氣體或蒸氣與空氣的混合物，在自然界的空氣中，總會(huì)含有一定量的水蒸汽，水蒸汽的存在會(huì)對可燃物的爆炸極限產(chǎn)生一定的影響:水蒸汽對空氣的稀釋作用及水蒸汽對可燃物質(zhì)的阻燃作用。對于烴類及其含氧衍生物，隨著環(huán)境濕度的增大，其爆炸下限逐漸增大，而爆炸上限逐漸減小。水蒸汽在濕空氣中的體積比是時(shí)刻變化的，溫度和相對濕度越大，水蒸汽的含量也越高。如夏季當(dāng)環(huán)境溫度為40°C，相對濕度為70%時(shí)，水蒸汽在空氣中的體積比將達(dá)到5.2%，因此環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限的影響作用不可忽視。
[0004]目前國內(nèi)外關(guān)于環(huán)境濕度對爆炸極限影響作用的研究還比較有限，已有的研究僅限于很少數(shù)的幾種可燃性物質(zhì)，且均為實(shí)驗(yàn)研究。由于可燃性物質(zhì)的數(shù)量眾多，在實(shí)際中不可能對所有可燃物在不同濕度下的爆炸極限進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，而目前也沒有可用的濕度與爆炸極限的關(guān)系的估算方法，使得烴類及其含氧衍生物在不同的環(huán)境條件下的安全生產(chǎn)、運(yùn)輸和運(yùn)行等過程中缺乏基本的安全參數(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種環(huán)境濕度對可燃物質(zhì)爆炸極限影響的估算方法，其適用的可燃物質(zhì)為烴類及其含氧衍生物。當(dāng)已知可燃物CnHffl或CnHfflO1在干空氣中的爆炸極限時(shí)，即可根據(jù)本發(fā)明提出的方法估算得到CnHffl或CnHfflO1在不同濕度的空氣中的爆炸極限值，為安全應(yīng)用提供依據(jù)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:本發(fā)明包括以下步驟:
[0007]步驟1:通過實(shí)驗(yàn)測得CnHm或CnHmO1在干空氣中的爆炸下限值與爆炸上限值，其中，1>0 ；
[0008]步驟2:在爆炸下限處，根據(jù)溫度為Ttl,相對濕度為h計(jì)算得到混合物中CnHm或CnHfflO1的體積比、干空氣的體積比及水蒸汽的體積比；
[0009]步驟3:在爆炸上限處，根據(jù)溫度為Ttl,相對濕度為h計(jì)算得到混合物中CnHm或CnHfflO1的體積比、干空氣的體積比及水蒸汽的體積比；
[0010]步驟4:根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHm/水蒸汽或CnHmO1/水蒸汽二元混合物的爆炸下限；
[0011]步驟5:根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHm/水蒸汽或CnHmO1/水蒸汽二元混合物的爆炸上限；
[0012]步驟6:根據(jù)步驟2與步驟4得到溫度為Ttl,相對濕度為h下CnHm或CnHmO1爆炸下限的估算結(jié)果；
[0013]步驟7:根據(jù)步驟3與步驟5得到溫度為Ttl,相對濕度為h下CnHm或CnHmO1爆炸上限的估算結(jié)果；
[0014]步驟8:將CnHm或CnHmO1在空氣中的濃度控制在步驟6和步驟7的估算結(jié)果范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)烴類及其含氧衍生物的安全應(yīng)用。
[0015]根據(jù)溫度為Ttl，相對濕度為h，由濕度的定義得到不同溫度和相對濕度條件下CnHm或CnHmO1、水蒸汽、干空氣各自的體積比。
[0016]所述步驟4中根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHmO1與水蒸汽二元混合物的爆炸下限Lf，具體計(jì)算公式為:
[0017]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:通過實(shí)驗(yàn)測得CnHm或CnHmO1在干空氣中的爆炸下限值與爆炸上限值，其中，1>0 ； 步驟2:在爆炸下限處，根據(jù)溫度為Ttl,相對濕度為h計(jì)算得到混合物中CnHm或CnHmO1的體積比、干空氣的體積比及水蒸汽的體積比； 步驟3:在爆炸上限處，根據(jù)溫度為Ttl,相對濕度為h計(jì)算得到混合物中CnHm或CnHmO1的體積比、干空氣的體積比及水蒸汽的體積比； 步驟4:根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHm/水蒸汽或CnHmO1/水蒸汽二元混合物的爆炸下限； 步驟5:根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHm/水蒸汽或CnHmO1/水蒸汽二元混合物的爆炸上限； 步驟6:根據(jù)步驟2與步驟4得到溫度為Ttl,相對濕度為h下CnHm或CnHmO1爆炸下限的估算結(jié)果； 步驟1:根據(jù)步驟3與步驟5得到溫度為Ttl,相對濕度為h下CnHm或CnHmO1爆炸上限的估算結(jié)果； 步驟8:將CnHm或CnHmO1在空氣中的濃度控制在步驟6和步驟7的估算結(jié)果范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)烴類及其含氧衍生物的安全應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特征在于，根據(jù)溫度為Ttl，相對濕度為h，由濕度的定義得到不同溫度和相對濕度條件下CnHm或CnHmO1、水蒸汽、干空氣各自的體積比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特征在于，所述步驟4中根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHmO1與水蒸汽二元混合物的爆炸下限Lf，具體計(jì)算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境濕度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特征在于，所述步驟5中根據(jù)基于絕熱火焰溫度的估算方法估算得到CnHmO1與水蒸汽二元混合物的爆炸上限Uf，具體計(jì)算公式為:
【文檔編號(hào)】G01N25/54GK103940849SQ201410136234
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】張可, 李清, 孟現(xiàn)陽, 王慶余, 吳江濤, 郭保玲, 畢勝山 申請人:西安交通大學(xué), 北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司