Қазақстан Республикасы іім төтенше жағдайлар комитеті Көкшетау техникалық институты

Осылайша, ашық ыдыстағы кең диапазонда сұйықтың бастапқы температурасының қайнау температурасына дейін өзгеруі кезінде жалын таралу жылдамдығы бірнеше мм∙с^-1-ден 3 ÷ 4 м∙с^-1дейін өзгереді.

Жалын максималды жылдамдығымен қоспа бойынша таралады, стехиометриялыққа жақын. Т_ст жоғары сұйық температурасының ұлғаюымен тек қана Н_ст қашықтығын ұлғаяды, мұнда ол стехиометриялық концентрацияға жетеді, ал жалын таралу жылдамдығы тұрақты болып қалады (сур. 2.4). Бұл жағдайды өрт сөндіру, профилактикалық жұмыстарды ұйымдастыру кезінде әрқашанда ескеру қажет, мысалы, жабық ыдысқа ауаның қауіптілігі туған кезде оның разгерметизациялануы.

Сұйықтықтардың жану процессі бу-ауалы қоспаның тұтануынан басталады.

Бірақ та қалыпты жағдайларда барлық сұйықтықтардың бетінің үстінде будың қажетті концентрациясы және тұтанудан кейін жану процессі орнығатындай олардың түзілу жылдамға бола бермейді. Жанудың тұрақты процессі сұйықтықтың белгілі температурасы кезінде ғана орнығады, бірақ төмен температурада да сұйықтықтар өртке қауіпті болуы мүмкін, өйткені олардың бетінің үстіне будың жарылғыш концентрациясы түзілуі мүмкін.

Сұйықтықтардың жануы бір-бірімен байланысты құбылыстармен, булануымен және беттің үстіндегі бу-ауалы қоспаның жануымен сипатталады.

Жарқ ету температурасына байланысты әр түрлі мақсатта қолданылатын сұйықтықтардың тасымалдау және сақтаудың қауіпсіз тәсілдерін орнықтырады. Бір топқа жататын сұйықтықтардың жарқ ету температурасы гомологтық қатарда заттың физикалық қасиетінің өзгеруімен заңды түрде өзгереді.

Кестенің берілгенінен көргеніміздей, молекулалық масса, қайнау температурасы мен тығыздық артқан сайын жарқ ету температурасы да жоғарылайды. Гомологтық қатардағы бұл заңдылықтар жарқ ету температурасы заттың физикалық параметрі болатынын көрсетеді. Гомологтық қатардағы жарқ ету температурасының өзгеру заңдылығы органикалық қосылыстардың әр түрлі тобына жататын сұйықтықтарға тарлмайтындығын ескеру қажет.

Жалынның биіктігі, шырақ сәулеленуінің тығыздығы сұйық жануының меншікті массалық жылдамдығына тікелей байланысты, яғни жану аймағына жанармайдың түсу қарқындылығына тәуелді. Жанудың меншікті массалық жылдамдығы деп уақыт бірлігінде сұйықтың бетінің аудан бірлігінен жанып шығатын зат мөлшерін атайды. Сызықтық жылдамдық деп уақыт бірлігінде сұйықтықтың бет деңгейінің жану салдарынан орын ауыстыру арақашықтығын атайды.

Жанудың массалық жылдамдығы масса берудің диффузиялық коэффициентімен және сұйықтықтың фазалық өту жылуымен, сонымен қатар сұйықтық бетіне жалынның сәулелену қарқындылығымен анықталады. Жалынның жылулық тепе-теңдігінің құрылымы (қоршаған ортаға сәулелену, сұйықтық бетіне сәулелену, бөлінген жану өнімдерімен шығатын жылу) көбіне гидродинамикалық факторларға, яғни жану аймағына ауаның келу шартына және жанармай буынынң толық жануына (күйенің түзілу шартына) байланысты болғандықтан, жану жылдамдығы жану процессіндегі жалпы жылулық және гидродинамикалық жағдайдың қосылған функциясы болып табылады.

Келтірілген мәліметтердің маңызды ерекшелігі мына жағдай болып табылады: спирт жалынының сәуелік температурасы жалын ішіндегі күйе бөлшектерінен шағылысатындықтан жылудың көп бөлігін жоғалтатын көмірсулар жалынының температурасынан әлдеқайда жоғары. Берілген жылу мөлшерінің есептік мәндері бақылаудағы жану жылдамдығы үшін қажетті жылу берудің қарқындылығымен салыстырылады. Бұл есептеулердің нәтижелері 2.3 кестесінде көрсетілген.
Кесте 2.3

Кертірілген мәліметтер көрсеткендей, спирт бетіне түсетін сәулелік ағыс бу ағысын қолдау үшін жеткіліксіз. Жылу энергиясының жетіспейтін бөлігі конвенциямен толықтырылуы мүмкін: бұл қорытынды жалын пішіні туралы (сур. 2.5) байқаумен сәйкес келеді. 2.5, а көрсетілгендей спирт оған түсетін бетке жақын ақшыл-көкшіл жалынмен жанады.

Резервуардағы сұйықтықтың бүкіл беті бойынша жану жылдамдығы тұрақты шама болып табылмайтындығына кәу бар. Кіші резервуардағы жанып жатқан өрт периметрінде булану қарқындылығы ортасына қарағанда жоғары болатындығы анықталады, бұл эффект жоғары келтірілген бақылауларда көрсетілгендей метанолда жақсы көрінеді, бірақ үлкен ошақтар мен қатты сәулелегіш жалындарда бұл құбылыс қарама-қарсы сипатта болуы мүмкін (сур. 2.5, г).

Сұйық жанғыш заты бар резервуарларда тұрақты жану кезінде тек қана беттік қабаттар қызады. Біраз уақыттан кейін сұйықтық бетінің астында температураның таралуы орнығады.

Резервуардағы сұйықтықтың жану шамасы және сұйықтық тереңдігінің төмендеуіне байланысты жылулық жоғалту байқалатындай кезең келеді. Егер осы жылулық жоғалту шамасы үлкен болса, жану жылдамдығы төмендейді және егер жылу жоғалтудың мәні температураны тұтану температурасынан төмен түсірсе, жану тоқтайды. Мұндай жағдаймен су бетінде қалқып жүретін мұнай қабатын жандырғанда кездесеміз. Мұнай қабатының бір бөлігі буланғандықтан немесе одан жеңіл фракциялардың ұшып кетуінен (мысалы, жанған кезде) қалған бөлігі тұтанатын болса да, егер де ол қабаттың қалыңдығы бірнеше миллиметрден аз болса жана алмайды.

Ерікті түрде жанып жатқан сұйықтық температурасы оның қайнау температурасына жақын немесе кішкене төмен болады. Бензин, керосин және дизельді жанармай сияқты сұйықтық қоспаларының тұрақты қайнау температурасы болмайды және осы қоспалардың жеңіл ұшқыш өнімдері бірінші болып жанады. Сондықтан беттің температурасы қоспаның қалған сұйық фазасының ұшпайтын шамасына байланысты артады. Көмірсутекті жанғыш қоспалардың кейбіреулерімен байланысты қауіптілік (негізінен шикі мұнайда) қыздырылған қабаттың түзілуі болып табылады.

Осының орнына жанғыш сұйықтыққа қыздырылған қабат жанудың сызықтық жылдамдығынан әлдеқайда артық жылдамдықпен енеді. Бұл құбылыс сур. 2.6 бейнеленген. Осындай қоспаларды сақтауға арналған үлкен резервуарлардағы өрт кезінде қауіптілік пайда болады. Егер де қызған қабат резервуардың төменгі бөлігне өтсе және су қабатына жетсе (ол жерде су әрқашан болады), онда мұндай жағдайда тез арада су буланып кетеді, ал бұл жанып жатқан мұнайдың төгілуіне әкеледі. Осы құбылыстан кейін мүмкін болатын салдар туралы білу қиын емес.

Жанудың массалық жылдамдығын анықтау қиын тапсырма болып табылады. Оның шамасы өрт ошағының өлшемімен резервуардағы сұйықтық деңгейінің биіктігі, жел жылдамығы, атмосферадағы оттегі концентрациясы, сұйықтық ылғалдығы және оның табиғаты сияқты басқа да параметрлерге тәуелді. Бұл параметрлердің әсерін тіркеу туралы инженерлік әдістемелер жоқ. Сондықтан практикалық есептеулерде анықтама әдебиеттерінде табылатын берілген шаманың кестелік мәнін қолдану қажет.