Концентрация кислорода и величина НКПР

Нижний предел взрываемости (НПВ) – это минимальная концентрация горючих веществ, необходимых для получения воспламеняющейся смеси в воздухе. 

При концентрации НПВ у нас недостаток горючих веществ и избыток воздуха/кислорода. Молекулы кислорода стремятся найти партнера для химической реакции, но их недостаточно! 


Горючее веществоКислород 
НПВ, НКПРДефицитИзбыток
ВПВ, ВКПРИзбытокДефицит

Если мы заменим азот в воздухе чистым кислородом, то в действительности с НПВ ничего не произойдет. Поскольку горючих веществ все еще не достаточно для того, чтобы молекулы кислорода нашли партнера для реакции.

 При увеличении концентрации кислорода НПВ не изменится. Это подтверждают и многочисленные эксперименты. 

При концентрации на уровне верхнего предела взрываемости (ВПВ) - противоположные условия: у нас избыток горючих веществ и недостаток кислорода. Молекулы горючих веществ не могут найти молекулы кислорода, чтобы вступить в реакцию! Однако если мы заменим азот в воздухе кислородом, то молекулы горючих веществ найдут партнера по реакции. 

Результат: с увеличением концентрации кислорода ВПВ значительно возрастает: 


ВеществоВКПР в воздухе об.%ВКПР в О2 об.%
Ацетилен8393
Аммиак33,679
n-Бутан9,349
Оксид углерода7694
Дихлорметан2266
Диэтиловый эфир3682
Диметиловый эфир3261
Этан14,766
Этилен (Этен)32,480
Водород7794
Метан1561
Пропан10,955
Пропилен11,153
Винилхлорид3170

 Можно представить, что замена (инертного и только создающего помехи) азота в воздухе высокоактивным кислородом даже при концентрации НПВ означает, что возможность получения партнера по химической реакции здесь значительно выше, чем в воздухе. 

Это оказывает влияние на воспламеняемость: минимальная энергия искры для воспламенения горючих веществ в смеси с кислородом на несколько порядков меньше, чем для смеси горючих веществ в воздухе: Известно ли вам, что ацетилен с кислородом могут воспламеняться при крайне низкой энергии искр, которая может просто возникнуть в момент электростатического разряда на указательном пальце человека (“человеческая емкость” составляет около 200 пФ, разрядное напряжение – 2 кВ)? 

Минимальная энергия воспламенения

ВеществоСмесь с воздухом, мДжСмесь с кислородом, мДж
Ацетилен0,0190,0002
Водород0,0190,0012
Этилен0,070,0009
Диэтиловый эфир0,190,0012
Этан0,250,0019
Пропан0,250,0021
Метан0,280,0027

Температура воспламенения также значительно уменьшается с увеличением концентрации кислорода. Вы, вероятно, знаете, что некоторые материалы даже самопроизвольно возгораются в присутствии кислорода. Можно представить себе, что это сильно повлияло бы, прежде всего, на искробезопасные (“i”) и жароустойчивые (“d”) корпуса. Вот почему взрывозащита определяется лишь как защита при атмосферных условиях. Атмосферные условия предполагают наличие 21 об. % кислорода, температуру окружающей среды -20 … +40 °C (если в документации не указано иное) и давление в диапазоне 800 - 1200 мбар.

Появились вопросы по подбору оборудования?

Напишите нам, мы свяжемся с вами в ближайшее время и поможем подобрать оборудование и ответить на все возникшие у вас вопросы.

Телефон для связи
Представьтесь
Электронная почта
Сообщение или вопрос