Линейная скорость распространения пламени по поверхности легковоспламеняющихся жидкостей является одним из наиболее важных показателей пожароопасности. В работе экспериментально определены v л для водных растворов ацетона, 1-пропанола и 2-пропанола. Показано, что с уменьшением концентрации ЛВЖ в растворе снижается исследуемый показатель. Также установлена прямая корреляция между измеренными величинами v л ацетона, 1-пропанола и 2-пропанола и их температурами воспламенения
ацетон, 1-пропанол, 2-пропанол, линейная скорость распространения пламени, легковоспламеняющиеся жидкости
Исходя из вышесказанного, поставлена следующая цель: изучение зависимости линейной скорости распространения пламени по поверхности ЛВЖ от концентрации на примере 1-пропанола, 2-пропанола и ацетона.
Для исследования использованы следующие вещества и их водные растворы: ацетон, технически чистый, ГОСТ 2768-84 [2] (100, 90 80 и 70%); 1-пропанол, химически чистый, ТУ 2632-106-44493179-07 [3] , АО «Экос-1» (100, 95 и 90%) и 2-пропанол, ТУ 6-09-712-76 [4] (100 и 90%). Для приготовления растворов использовалась дистиллированная вода ГОСТ 6709-72 [5] . Рассматриваемые в работе индивидуальные вещества (ацетон, 1-пропанол и 2-пропанол) характеризуются одинаковой протяженность углеводородного скелета, но при этом они отличаются видом кислородосодержащей функциональной группы и ее позиции. Для точности эксперимента с каждым раствором было проведено 3 измерения и рассчитаны средние значения скорости для каждой концентрации смеси.
При проведении экспериментов используется стенд (ЛС-1) для определения линейной скорости распространения пламени ЛВЖ [6] . (рис.1)
Установка состоит из нескольких модулей: резервуар с охлаждающей жидкостью для отвода тепла; желоб для исследуемой жидкости; планка с датчиками пламени; плата с контроллером и дисплеем; откидная крышка.
Основной частью установки является желоб (рис. 1, 2), сделанный из алюминиевого профиля размером 25x30x1300 мм, который наполняется исследуемой жидкостью объемом 250 см 3 . Для охлаждения и поддержания температуры испытуемых растворов, применяется резервуар (рис. 1, 1), наполненный холодной проточной водой. Для ликвидации горения используется откидная крышка (рис. 1, 5), ограничивающая доступ кислорода в зону пламенного горения над поверхностью жидкости.
На основании анализа результатов, представленных в табл.1 можно отметить закономерное уменьшение скорости vл при снижении содержания ацетона в водных растворах.
В дальнейших экспериментах были использованы следующие жидкости: 1-пропанол и 2-пропанол. В ходе проведения опытов был достигнут предел по концентрации растворов, при котором наблюдается очень низкое значение скорости распространения пламени или его отсутствие. Минимальная концентрация растворов, для которых была определена скорость vл: для пропанол-1 составила 85%, тогда как для пропанол -2 -90%. На рис. 2 представлено сопоставление результатов, из которого следует, что зависимости vл от концентрации растворов, рассматриваемых ЛВЖ, проявляют симбатность. При этом уменьшение концентрации горючего вещества в водном растворе приводит к снижению скорости vл. Можно отметить, что наблюдаемый результат соответствует общим теоретическим представлениям. Действительно, снижение концентрации ЛВЖ в растворе сопровождается уменьшением давления его паров над раствором, что в конечном счете приводит к падению значения линейной скорости распространения пламени по поверхности горючей жидкости.
Таблица 2. Результаты измерений vл для водных растворов 1-пропанола
Рис. 2. Сопоставление vл исследуемых жидкостей
Поскольку скорость vл зависит как от природы горючей жидкости, так и от концентрации ее паров над поверхностью жидкой фазы, то представляет интерес сопоставить значение линейной скорости распространения пламени по поверхности рассматриваемых ЛВЖ с такими параметрами как: температура воспламенения паров (Твосп) и давление насыщенного пара (pн).
На рис. 3 представлено соотношение vл к pн. Значения давления насыщенного пара рассчитаны по уравнению Антуана в соответствии со справочными данными [7, 8] .
1. Masaev, S. N. An algorithm for determining the state of a non-stationary dynamic system for assessing fire safety control in an enterprise by the method of integrated indicators/S.N. Masaev, A.N. Minkin, D.A. Edimichev//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Krasnoyarsk, Russia, 31 июля 2020 года/Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. - Krasnoyarsk, Russia: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. - P. 42014. DOI:https://doi.org/10.1088/1757-899X/919/4/042014 EDN: https://elibrary.ru/OMTOLU
2. ГОСТ 2768-84Ацетон технический. Технические условия. - Введ.01.07.1985. -Москва: ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, 2001. - 15с.
3. ТУ 2632-106-44493179-07 Пропанол химически чистый. Технические условия. - Москва: ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, 2005. - 15с.
4. ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия.-Введ.01.01.1974. -Москва:СТАНДАРТИНФОРМ,2007.- 12с.
5. Яржомбек П.Г. Стенд для исследования линейной скорости распространения пламени ЛВЖ//Материалы XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Красноярск, 6 апреля - 16 мая 2020. С. 1842-1844.
6. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. - 2-е изд.,перераб. и доп.-Москва:Асс. "Пожнаука", 2004.- Ч.1. - 713с.
7. Корольченко А.Я., Корольченко Д.А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. - 2-е изд.,перераб. и доп.-Москва: Асс. "Пожнаука", 2004.- Ч.2. - 774с.
