一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法
2023-10-10 05:52:49
一種環境溼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】本發明公開了一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，根據環境溼度條件計算得到空氣中水蒸汽的體積比，將水蒸汽作為阻燃氣體，根據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，該估算結果即為該溼度條件下CnHm或CnHmOl的爆炸極限。在實際工作生產中將CnHm或CnHmOl的控制在爆炸上限和爆炸下限的估算結果範圍內，以實現烴類及其含氧衍生物的安全應用，為烴類及其含氧衍生物在不同的環境條件下的安全生產、運輸和運行等過程中提供了基本的安全參數。
【專利說明】一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氣體與液體的可燃性研究領域，尤其是氣體與液體蒸氣的爆炸極限研究，具體為一種環境溼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】
[0002]近年來，隨著工業的不斷發展，我國火災事故頻發，尤其是在煤炭與石油相關的行業中，各種烴類(CnHni)及其含氧衍生物(CnHniO1)均極易發生燃燒爆炸。可燃性物質與空氣的混合物，只有在一定的濃度範圍內才可以被點燃，可以發生燃燒的最大濃度和最小濃度稱為爆炸極限。對於可燃性氣體或蒸氣，最安全的方法是將其在空氣中的濃度控制在其爆炸極限範圍之外，因此，獲取準確的爆炸極限數據對於烴類及其含氧衍生物均具有至關重要的意義。
[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，總會含有一定量的水蒸汽，水蒸汽的存在會對可燃物的爆炸極限產生一定的影響:水蒸汽對空氣的稀釋作用及水蒸汽對可燃物質的阻燃作用。對於烴類及其含氧衍生物，隨著環境溼度的增大，其爆炸下限逐漸增大，而爆炸上限逐漸減小。水蒸汽在溼空氣中的體積比是時刻變化的，溫度和相對溼度越大，水蒸汽的含量也越高。如夏季當環境溫度為40°C，相對溼度為70%時，水蒸汽在空氣中的體積比將達到5.2%，因此環境溼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]目前國內外關於環境溼度對爆炸極限影響作用的研究還比較有限，已有的研究僅限於很少數的幾種可燃性物質，且均為實驗研究。由於可燃性物質的數量眾多，在實際中不可能對所有可燃物在不同溼度下的爆炸極限進行實驗研究，而目前也沒有可用的溼度與爆炸極限的關係的估算方法，使得烴類及其含氧衍生物在不同的環境條件下的安全生產、運輸和運行等過程中缺乏基本的安全參數。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供了一種環境溼度對可燃物質爆炸極限影響的估算方法，其適用的可燃物質為烴類及其含氧衍生物。當已知可燃物CnHffl或CnHfflO1在幹空氣中的爆炸極限時，即可根據本發明提出的方法估算得到CnHffl或CnHfflO1在不同溼度的空氣中的爆炸極限值，為安全應用提供依據。
[0006]為實現上述目的，本發明採用如下的技術方案:本發明包括以下步驟:
[0007]步驟1:通過實驗測得CnHm或CnHmO1在幹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，根據溫度為Ttl,相對溼度為h計算得到混合物中CnHm或CnHfflO1的體積比、幹空氣的體積比及水蒸汽的體積比；
[0009]步驟3:在爆炸上限處，根據溫度為Ttl,相對溼度為h計算得到混合物中CnHm或CnHfflO1的體積比、幹空氣的體積比及水蒸汽的體積比；
[0010]步驟4:根據基於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:根據基於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:根據步驟2與步驟4得到溫度為Ttl,相對溼度為h下CnHm或CnHmO1爆炸下限的估算結果；
[0013]步驟7:根據步驟3與步驟5得到溫度為Ttl,相對溼度為h下CnHm或CnHmO1爆炸上限的估算結果；
[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的估算結果範圍內，以實現烴類及其含氧衍生物的安全應用。
[0015]根據溫度為Ttl，相對溼度為h，由溼度的定義得到不同溫度和相對溼度條件下CnHm或CnHmO1、水蒸汽、幹空氣各自的體積比。
[0016]所述步驟4中根據基於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，具體計算公式為:
[0017]
【權利要求】
1.一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟1:通過實驗測得CnHm或CnHmO1在幹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，根據溫度為Ttl,相對溼度為h計算得到混合物中CnHm或CnHmO1的體積比、幹空氣的體積比及水蒸汽的體積比； 步驟3:在爆炸上限處，根據溫度為Ttl,相對溼度為h計算得到混合物中CnHm或CnHmO1的體積比、幹空氣的體積比及水蒸汽的體積比； 步驟4:根據基於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:根據基於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:根據步驟2與步驟4得到溫度為Ttl,相對溼度為h下CnHm或CnHmO1爆炸下限的估算結果； 步驟1:根據步驟3與步驟5得到溫度為Ttl,相對溼度為h下CnHm或CnHmO1爆炸上限的估算結果； 步驟8:將CnHm或CnHmO1在空氣中的濃度控制在步驟6和步驟7的估算結果範圍內，以實現烴類及其含氧衍生物的安全應用。
2.根據權利要求1所述的一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特徵在於，根據溫度為Ttl，相對溼度為h，由溼度的定義得到不同溫度和相對溼度條件下CnHm或CnHmO1、水蒸汽、幹空氣各自的體積比。
3.根據權利要求1所述的一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特徵在於，所述步驟4中根據基於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，具體計算公式為:
4.根據權利要求1所述的一種環境溼度對烴類及其含氧衍生物爆炸極限影響的估算方法，其特徵在於，所述步驟5中根據基於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，具體計算公式為:
【文檔編號】G01N25/54GK103940849SQ201410136234
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】張可, 李清, 孟現陽, 王慶餘, 吳江濤, 郭保玲, 畢勝山 申請人:西安交通大學, 北京市燃氣集團有限責任公司