CC BY
55
СЕКЦИЯ № 2
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ В РЯДУ АЛЬДЕГИДОВ
К.С. Алексеев, аспирант, С.Г. Алексеев, доцент, к.х.н., Уральский институт ГПС МЧС России, г. Екатеринбург
Н.М. Барбин, доцент, д.т.н., Уральский государственный аграрный университет, г. Екатеринбург
На основе базы данных БТРРЯ 801 [1], которая в РБРЯ исследованиях часто используется в качестве эталонной, проведен сравнительный анализ правила углеродной в ручной варианте (далее ПУЦ1) и с помощью формул (16) (далее ПУЦ2) [2], методик ГОСТ 12.1.044-89* (уравнения (7-12)) [3] и формулы Менделеева (13) [4] в ряду алифатических альдегидов (табл. 1).
tвсп = 14,8-Сх - 69,45 (1)
Н =14,689Сх - 68,238 (2)
tВ =16,363Сх - 41,004 (з)
фН =7,327Сх-0,98 (4)
фВ =53,67Сх-1,008 (5)
Нсг= -600Сх+100 (б)
tвсп = Мкип + Ь (7)
tвсп = а0+а1^кип+^а1И (8)
срн = 100/£ н.т. (9)
(Ръ = 100 /
.=1
I 9 Л
.т.
Е Нт +Е 9 при ^ 8 (10)
и=ч .=1 ) фъ= 100/(0,768р + 6,554; при р> 8 (11)
П
* п =а 0 + М кип + Еа ^ j (12)
Нсг = - (339,4Сх+1257Ну-108,9Ог) (13)
в кДж/кг
где tвсп - температура вспышки в з.т., оС; Нсг - высшая теплота (энтальпия) сгорания, кДж/моль; фН, фВ - НКПВ и ВКПВ, %; Н, tВ - НТПВ и ВТПВ, оС; а, Ь, а0, а1 - константы равные 0,813, 74,16, -73,14, 0,659 соответственно; аг-И -произведение вкладов атомных связей на их количество; " и Ъятя - произведение вкладов атомных связей на их количество; Сх, Ну, Ог - количество соответствующих атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле ГВ.
Таблица 1
Список альдегидов используемых в сравнительном анализе
№ Альдегид № Альдегид
1 Формальдегид 12 Додеканаль
2 Ацетальдегид 13 Тридеканаль
3 Пропаналь 14 2-Метилпропаналь
4 Бутаналь 15 2-Этилпропаналь
5 Пентаналь 16 3 -Метилбутаналь
6 Гексаналь 17 3 -Этилгептаналь
7 Гептаналь 18 2-Метилгептаналь
8 Октаналь 19 2-Метилоктаналь
9 Нонаналь 20 2-Метилгексаналь
10 Деканаль 21 3 -Метилгексаналь
11 Ундеканаль 22 2-Этилгексаналь
Таблица 2
Результаты статистической обработки методов ПУЦ1, ПУЦ2 и методик __сравнения на примере альдегидов __
Параметр Метод Уравнение ААЕ ААРЕ
гвсп ПУЦ1 - 3,21 2,63 13,85
ПУЦ2 (1) 5,50 3,90 7,25
ГОСТ 12.1.044 (8) 5,93 4,33 9,10
ГОСТ 12.1.044 (7) 16,32 13,73 20,11
гн ПУЦ1 - 3,30 2,66 52,21
ПУЦ2 (2) 3,05 2,55 17,42
ГОСТ 12.1.044 (12) 3,42 2,85 27,79
гв ПУЦ1 - 3,43 2,11 5,50
ПУЦ2 (3) 6,57 5,66 9,49
ГОСТ 12.1.044 (12) 6,62 5,29 8,95
СН ПУЦ1 - 0,22 0,10 5,25
ПУЦ2 (4) 0,15 0,07 4,95
ГОСТ 12.1.044 (9) 0,10 0,06 4,41
СВ ПУЦ1 - 3,55 1,50 10,11
ПУЦ2 (5) 1,64 1,12 12,20
ГОСТ 12.1.044 (10) и (11) 2,05 1,05 8,62
Нсг ПУЦ1 - 12,08 7,29 0,20
ПУЦ2 (6) 35,54 28,90 0,58
Метод Менделеева (13) 28,90 23,08 1,53
Примечания: SD - среднее отклонение; ААЕ - средняя абсолютная ошибка; ААРЕ -средняя абсолютная ошибка в процентах.
Результаты сравнительного анализа прогнозирования пожароопасных свойств альдегидов нормального и изостроения по методам ПУЦ1, ПУЦ2 и формулам (7-12), представленные в таблице 2, позволяют сделать вывод, что предлагаемые методы ПУЦ1 и ПУЦ2 по точности предсказаний сопоставимы с методиками ГОСТ 12.1.044, а в ряде случаев превосходят их. ПУЦ1 и ПУЦ2 дают лучшие прогнозы высшей теплоты сгорания, чем формула Менделеева (13).
Список использованной литературы
1. База данных DIPPR 801. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //dippr.byu.edu.
2. Алексеев К.С. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VI. Альдегиды / К.С. Алексеев, Н.М. Барбин, С.Г. Алексеев // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21. - № 9. - С. 29-37.
3. ГОСТ 12.1.044-89*. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения (с изм. №1, утв. Постановлением Госкомитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 12.12.89 № 3683). [Электронный ресурс]. Режим доступа: НСИС ПБ. - 2014. - № 1(52).
4. Демидов П.Г. Горение и свойства горючих веществ / П.Г. Демидов, В.С. Саушев. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1975. - 280 с.
ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКСИЧНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
К.Д. Алешина, аспирант, Л.Р. Шарифуллина, доцент, к.х.н., доцент, Е.Н. Глотов, доцент, к.х.н., Академия гражданской защиты МЧС России, г. Химки
Среди большого количества техногенных чрезвычайных ситуаций в настоящее время самыми распространёнными считаются пожары в жилых и общественных зданиях. Существует немалое количество опасных факторов пожара, это плохая видимость при пожаре, тепловой поток, повышенная температура окружающей среды, пониженное содержание кислорода и т.д. Но самым опасным фактором пожара является большое количество токсичных продуктов горения, которые образуются при горении строительных материалов, использованных при ремонте того или иного помещения. Гибель людей при пожаре гораздо чаще обусловлена вдыханием дыма, чем ожогами [1].
Наиболее распространёнными токсичными веществами, которые выделяются при пожаре, относят диоксид углерода, монооксид углерода и хлороводород. Свойства данных веществ и их влияние на организм человека хорошо изучены. Существуют предельно допустимые концентрации для данных веществ. В нашей стране это следующие показатели: диоксид углерода
-5 -5
СО2 - 0,11 кг/м , монооксид углерода CO - 1,16*10-3 кг/м , хлороводород HCl -2,3*10-5 кг/м3. Помимо данных веществ при пожаре дым также содержит и другие отравляющие вещества, такие как: синильная кислота, соляная кислота, хлор и т.д.
При определённых концентрациях некоторые вещества, которые
