Значение низшей теплоты сгорания вещества один из важнейших параметров для расчета категорий помещений по взрывопожароопасности.
Низшая теплота сгорания - величина справочная, определяется экспериментально методами калориметрии. Однако, существуют и расчетные методы.
Определение данного пожароопасного свойства расчетными методами законно и может использоваться при категорировании, так как в соответствии с пунктом 4.3 СП 12.13130.2009 определение пожароопасных свойств веществ и материалов производится на основании результатов испытаний или расчетов по стандартным методикам с учетом параметров состояния (давления, температуры и т. д.).
Для расчета низшей теплоты сгорания органических веществ с определенным элементным составом в работе «Физико-химические и огнеопасные свойства органических химических соединений : (справочник : [в 2 кн.]) / Г. Т. Земский. - Москва : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009» рекомендована преобразованная формула Менделеева, имеющая вид:
+ 26⋅( N⋅nN+ S⋅nS+ P⋅nP+ Se⋅nSe+ Te⋅nTe+ Si⋅nSi+ B⋅nB - O⋅nO )) / M
где:
Qн - низшая теплота сгорания, кДж/кг
C, H, N, S, P, Se, Te Si, B, O - атомные массы соответственно углерода, водорода, азота, серы, фосфора, селена, теллура, кремния, бора, кислорода
nC, nH, nN, nS, nP, nSe, nTe, nSi, nB, nO - количество атомов соответственно углерода, водорода, азота, серы, фосфора, селена, теллура, кремния, бора, кислорода в молекуле вещества (именно эти составляющие являются исходными данными для расчета)
M - молекулярная масса
Именно эта преобразованная формула и положена в основу данного калькулятора, краткое руководство по работе с которым приведено ниже.
НАСТАВЛЕНИЕ ПО РАБОТЕ С КАЛЬКУЛЯТОРОМ НИЗШЕЙ ТЕПЛОТЫ СГОРАНИЯ
Ввод исходных данных
Как упоминалось выше, входными параметрами для калькулятора, использующего преобразованную формулу Менделеева, являются значения количества атомов элементов, составляющих молекулу углеводорода, для которого рассчитывается низшая теплоты сгорания.
Ввод этих значений производтся в полях ввода, представленных на рисунке:
Изначально все поля ввода - полупрозрачны. При клике левой или правой кнопкой манипулятора "мышь" (далее мМ) на поле обозначения элемента (большой прямоугольник) или на поле значения (малый прямоугольник) поле получает фокус и готово к вводу (изменению) значения. Заметим, что пустое поле значения означает, что количество атомов соответствующего элемента равно нулю.
Ввод значений может осуществляться 2-мя способами:
- с помощью клавиатуры;
- с помощью мМ: левый клик увеличивает, правый уменьшает на 1 число атомов.
Естественно можно пользоваться и комбинацией указанных способов.
Еще один вариант ввода исходных параметров - выбор вещества из списка, который откроется по клику на Вещество:
Замечание.
- При выборе вещества из списка изменение значений полях ввода - невозможно.
- Выбор из списка работает в тестовом режиме: в дальнейшем список предполагается значительно расширить (состыковать данный калькулятор с нашим справочником веществ и материалов) и оптимизировать поиск в нем нужного вещества.
- При выборе из списка «произвольное» происходит сброс всех полей.
Результат вычислений
Величина низшей теплоты сгорания Qн отображается в поле результата, на рисунке ниже представлено поле результата:
- слева - начальное состояние (входные параметры не заданы)
- справа - при заданных исходных данных
По умолчанию Qн рассчитывается в кДж/кг. Однако, с помощью выпадающего списка, появляющегося при клике на «Пересчитать в размерность» можно задать другую размерность: результат будет персчитан, и дальнейшие расчеты будут проводится во вновь установленной размерности:
Калькулятор не имеет кнопки «рассчитать», вычисленное значение появляется в поле результата, как только будут введены значения nC и nH - количества атомов углерода и водорода соответственно.