可燃混合液体闪点的实验与理论研究

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闪点是衡量易燃液体易燃性的重要指标。纯液体的闪点,前人已进行了大量的研究,具体数值可通过实验测定或查阅相关文献获得。混合液体的闪点随其组成、配比的不同而变化,很难直接从文献中查得。文献中报道的少数混合液体闪点数据远远不能满足工程需要。实验测定是获得混合液体闪点具体数值的最好办法,但由于仪器测试方法所需工程量巨大,无法在比较宽的范围内得以应用。因此,为了安全使用这些混合液体,有必要开展混合液体闪点的理论预测研究。  本文采用MINIFLASH闪点测试仪分别对二元、三元有机混合液体以及水-有机物二元混合液体、水-有机物三元混合液体的闪点进行实验测定。通过对闪点的定义及其影响因素的研究,分别对以上四种体系中不同组分的混合液体其闪点变化规律进行了解释,并分析了其闪点出现不同变化规律的原因。  选用混合液体的正常沸点、标准蒸发焓以及蒸气相中可燃混合气体的化学计量浓度和平均碳原子数作为二元和三元有机混合液体闪点预测的特征理化参数。采用多元线性回归(MLR)和多元非线性回归(MNR)两种建模方法,分别对二元、三元有机混合液体的闪点与上述理化参数的内在定量关系进行模拟,建立相应的预测模型。其预测结果分别与实验结果进行比较分析,研究结果表明,本文所建立的二元、三元有机混合液体的闪点模型预测较为准确。  采用Liaw提出的水-有机物二元混合液体闪点的预测模型,分别选用NRTL(Non-RandomTwo-Liquids)、Wilson、UNIQUAC(UniversalQuasi-Chemical)方法计算水-有机物二元混合液体的活度系数,预测结果与实验结果进行对比分析。结果显示,对于水+甲醇、水+乙醇、水+正丙醇、水+异丙醇、水+乙酸等完全互溶的混合液体而言,其闪点预测值与实验值之间的误差较小。对于水+正丁醇部分互溶液体,其闪点预测值与实验数据存在明显的误差。这是因为本文所采用的闪点预测模式只考虑了气液平衡方面,而未考虑液液平衡。  采用Statistics软件分别建立了不同组分的水-有机物三元混合液体的闪点预测公式,其预测结果与实验值进行比较分析。结果显示,对于水+甲醇+乙醇、水+甲醇+异丙醇、水+苯+甲苯混合液体,其闪点预测较为准确,均适用于此三类混合液体的闪点预测;而对于水+甲醇+正庚烷混合液体,其闪点预测误差较大,已经失去预测的作用。因此,对于诸如水+甲醇+正庚烷此类的混合液体的闪点预测方法还有待进一步探究。
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