ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ ИЗОПРОПИЛОВОГО СПИРТА И КЕРОСИНА

Аннотация. В работе описаны основные параметры экспериментальной установки, а также изложены результаты исследования температуры вспышки изопропилового спирта и керосина авиационного.

Abstract. The paper describes the main parameters of the experimental setup, as well as the results of a study of the flash point of isopropyl alcohol and aviation kerosene.

Ключевые слова: температура вспышки, температура самовоспламенения, изопропиловый спирт, керосин, пожарная безопасность.

Keywords: flash point, self-ignition point, isopropyl alcohol, kerosene, fire safety.

Температура вспышки в известной мере характеризует огнеопасность нефтепродукта. Впервые ее начали определять для керосинов, чтобы обнаружить в них примесь бензина, которая приводила к взрывам во время горения керосина. В настоящее время температура вспышки является нормируемым показателем смазочных масел, дизельных и котельных топлив, а также топлив Т-1, ТС-1, осветительных и тракторных керосинов и бензинов-растворителей.

Актуальной является разработка современных методик и приборов для оперативного определения температуры вспышки нефтепродуктов.

Решение этой задачи должно быть связано с уменьшением объема исследуемого топлива. Такой подход обеспечит существенную экономию нефтепродуктов, что особенно важно при проведении экспресс – диагностик.

Целью данной статьи является экспериментальное определение температуры вспышки изопропилового спирта и керосина в открытом тигле,

Исследование заключалось в нагревании пробы спирта и керосина в открытом тигле с установленной скоростью до тех пор, пока не произойдет вспышка паров нефтепродукта над его поверхностью от зажигательного устройства.

Экспериментальная установка это аппарат ТВО-2-ПХП аналогичный аппарату ТВО-ПХП и предназначен для определения температуры вспышки нефтепродуктов, нагреваемых с установленной скоростью в открытом тигле, в момент вспышки паров нефтепродуктов над его поверхностью от зажигательного устройства. Схема экспериментальной установки, показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки: 1 – Регулятор напряжения (нагрева);  2 – Вольтметр; 3 – Регулировочный вентиль подачи газа; 4 – Кнопка запуска воспламенителя; 5 – Воспламенитель сменный (электрический); 6 – Регулятор сектора движения воспламенителя; 7 – Регулятор длины (вылета стрелы) воспламенителя; 8 – Регулятор высоты воспламенителя; 9 – Термометр; 10 – Перфорация обшивки нагревателя; 11 – Крепеж термометра; 12 – Тигель Кливленда; 13 – Электронагреватель; 14 – Выключатель питания.

Для испытаний были подготовлены образцы:

- изопропиловый спирт – легковоспламеняющаяся бесцветная жидкость с резким характерным запахом. Молярная масса изопропилового спирта 60,09. Плотность 784,4 кг/м³, температура кипения 82,3 °С, температура вспышки в закрытом тигле 14 °С, в открытом тигле 18 °С. Нижний концентрационный предел распространения пламени 11 °С, верхний 42 °С.  Температура самовоспламенения 430 °С.

- керосин – горючая прозрачная смесь, с резким характерным запахом. Плотность 781 кг/м³, температура вспышки от +28 до +72 °С. Температура самовоспламенения 420 °С.

В эксперименте применялся стандартный тигель с возможностью изменения объема спирта или керосина, для чего использовались алюминиевые пластины-шайбы. Объемы, полученные с их помощью, составляли 75, 50, 25, 10 и 5 мл.

Испытание для определения температуры вспышки, образцов проводили в следующем порядке:

1. Наливали изопропиловый спирт в тигель Кливленда до риски, не допуская смачивания стенок тигля выше указанной метки.
2. Ставили тигель на нагреватель, устанавливали и регулировали высоту установки воспламенителя и термометра.
3. Включали аппарат нажатием на клавишу питания. В соответствии с требованиями ГОСТ 4333 устанавливали скорость повышения температуры пробы изопропилового спирта. Нажимали кнопку запуска воспламенителя и если вспышка не произошла, то повышали температуру на 2 °С и снова нажимали кнопку запуска воспламенителя. При появлении языков пламени в любом месте поверхности изопропилового спирта фиксировали показание термометра, которое соответствует температуре вспышки.

Аналогично проводили исследования с керосином.

При проведении опыта на определение температуры вспышки изопропилового спирта изначальная температура проведения эксперимента составляла 31°С. В ходе эксперимента температуры вспышки у изопропилового спирта, температура вспышки зафиксирована 36°С.

На рисунке 2 показан результат проведения эксперимента на определение температуры вспышки изопропилового спирта.

Рисунок 2. Температура вспышки изопропилового спирта

При проведении опыта на определение температуры вспышки керосина  изначальная температура проведения эксперимента составляла 24°С. В ходе эксперимента температуры вспышки у керосина, температура вспышки зафиксирована на 70°С. На рисунке 3 показан результат проведения эксперимента на определение температуры вспышки керосина.

Рисунок 3. Температура вспышки керосина

В таблице 1 представлены экспериментальные значения, которых удалось добиться в ходе эксперимента, определения температуры вспышки изопропилового спирта и керосина.

Таблица 1.

Анализ полученных результатов

Таким образом, на основании проведенных экспериментов можно сделать следующие выводы.

1. Изменение объема спирта (керосина) в диапазоне от 5 до 75 мл не оказывает влияния на значение температуры вспышки. Она остается равной 71°С для керосина в пределах погрешности измерения (±5°С), что соответствует ГОСТ 4333.

2. Установлена зависимость значений вспышки от изменения скорости нагрева тигля. При увеличении скорости нагрева спирта от 27 до 36 °С/мин температура вспышки увеличивается в 1,2 раза.

3. Изучено распределение температуры вспышки при ее измерениях в различных местах тигля стандартного объема.

4. Экспериментальный результат температуры вспышки изопропилового спирта не соответствует нормативным данным, экспериментальной значение выше в 2 раза.

5. Экспериментальный результат температуры вспышки керосина совпадает с нормативными данными.