CN111597832B - 一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法及计算机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法及计算机。该方法首先获得组分1和组分2的实际气相分压之和p'v，以及组分1和组分2的气相分压之和为p”v，然后计算y＝p'v‑p”v，若y>0，减小二元可燃液体混合物的爆炸下限或爆炸上限的值，并重新根据步骤S2和步骤S3计算p'v和p”v；若y<0，增大二元可燃液体混合物的爆炸下限或爆炸上限的值，并重新根据步骤S2和步骤S3计算p'v和p”v；直到y＝0时，其所对应的爆炸下限或爆炸上限值分别为二元可燃液体混合物的爆炸下限和爆炸上限。本发明不仅可获得含难挥发性液体的二元混合物在常温、常压下的爆炸极限，还可获得其在其他不同温度和压力初始条件下的爆炸下限和爆炸上限值，可以避免燃烧爆炸事故的发生。

Description

一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法及计算机
技术领域
本发明涉及液体蒸气的可燃性研究领域，更具体地说，涉及一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法及计算机。
背景技术
爆炸极限是可燃气体及液体蒸气最主要的安全性指标之一，目前国内外关于可燃物爆炸极限的研究大多局限于可燃性气体，可燃性液体爆炸极限的研究非常少见，且其中大部分研究均为可燃性液体纯质爆炸极限的研究。可燃液体混合物在生产生活中需要严格管控，但目前尚未发现可较为精确的估算含难挥发性液体的二元混合物爆炸极限的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法及计算机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法，二元可燃液体混合物包括组分1和组分2，所述方法包括下述步骤：
S1、通过实验测得所述组分1与组分2的纯质在初始温度T和初始压力p下的爆炸下限值分别为L1和L2，爆炸上限值分别为U1和U2；
S2、所述组分1与组分2的摩尔比为c1:c2，所述二元可燃液体混合物的爆炸下限为爆炸上限为/>根据气液相平衡计算出在所述初始温度T和所述初始压力p时所述组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2，进而获得所述组分1和组分2的实际气相分压之和p′v；
S3、根据所述组分1和组分2的实际气相摩尔分数xv1和xv2，由Le Chatelier方程计算出实际二元混合蒸气的爆炸下限和爆炸上限/>得到在所述初始温度T和所述初始压力p时爆炸极限浓度所对应的所述组分1和组分2的气相分压之和为p″v；
S4、计算y＝p′v-p″v，若y>0，减小所述二元可燃液体混合物的爆炸下限或所述爆炸上限/>的值，并重新根据所述步骤S2和所述步骤S3计算p′v和p″v；若y<0，增大所述二元可燃液体混合物的爆炸下限/>或所述爆炸上限/>的值，并重新根据所述步骤S2和所述步骤S3计算p′v和p″v；直到y＝0时，其所对应的爆炸下限/>或爆炸上限/>值分别为所述二元可燃液体混合物的爆炸下限和爆炸上限。
进一步，在本发明所述的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法中，所述步骤S2包括：
气液相平衡的计算使用Raoult定律进行计算，设所述组分1、组分2和空气的气相分压分别为p1、p2和pair；
当估算所述二元可燃液体混合物的爆炸下限时，对于所述组分1，根据
可得
其中为所述组分1在温度为T/K时的饱和蒸气压；对于气相混合物，根据
可得
其中为所述组分2在温度为T/K时的饱和蒸气压；联立式(1)和(2)解方程组可得温度为T、压力为p、可燃组分混合物的体积比为/>时，所述组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2
所述组分1和所述组分2的实际气相分压之和
p′v＝(xv1+xv2)p
当估算所述二元可燃液体混合物的爆炸上限时，由
联立式(3)和(4)解方程组可得温度为T、压力为p、可燃组分混合物的体积比为时，所述组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2
所述组分1和组分2的实际气相分压之和
p′v＝(xv1+xv2)p。
进一步，在本发明所述的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法中，所述步骤S3包括：
根据Le Chatelier方程，计算实际气相摩尔分数为xv1和xv2时，二元可燃蒸气混合物的爆炸下限的估算方法为：
得到初始压力p时爆炸下限时所对应的组分1和组分2的气相分压之和
二元可燃蒸气混合物的爆炸上限的估算方法为
得到初始压力为p时爆炸上限时所对应的所述组分1和组分2的气相分压之和
另外，本发明还提供一种计算机，所述计算机包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器执行所述计算机程序可实现如上述的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法。
实施本发明的一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法及计算机，具有以下有益效果：本发明不仅可获得含难挥发性液体的二元混合物在常温、常压下的爆炸极限，还可获得其在其他不同温度和压力初始条件下的爆炸下限和爆炸上限值；在这些可燃物的生产和应用中，严格将可燃混合物的浓度控制在估算得到的爆炸范围之外，可以避免燃烧爆炸事故的发生。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是实施例2提供的一种计算机的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例1
本实施例的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法中，二元可燃液体混合物包括组分1和组分2，该方法包括下述步骤：
S1、通过实验测得组分1与组分2的纯质在初始温度T和初始压力p下的爆炸下限值分别为L1和L2，爆炸上限值分别为U1和U2；
S2、组分1与组分2的摩尔比为c1:c2，二元可燃液体混合物的爆炸下限为爆炸上限为/>根据气液相平衡计算出在初始温度T和初始压力p时组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2，进而获得组分1和组分2的实际气相分压之和p′v；
S3、根据组分1和组分2的实际气相摩尔分数xv1和xv2，由Le Chatelier方程计算出实际二元混合蒸气的爆炸下限和爆炸上限/>得到在初始温度T和初始压力p时爆炸极限浓度所对应的组分1和组分2的气相分压之和为p″v；
S4、计算y＝p′v-p″v，若y>0，减小二元可燃液体混合物的爆炸下限或爆炸上限的值，并重新根据步骤S2和步骤S3计算p′v和p″v；若y<0，增大二元可燃液体混合物的爆炸下限/>或爆炸上限/>的值，并重新根据步骤S2和步骤S3计算p′v和p″v；直到y＝0时，其所对应的爆炸下限/>或爆炸上限/>值分别为二元可燃液体混合物的爆炸下限和爆炸上限。
进一步，在本实施例的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法中，步骤S2包括：
气液相平衡的计算使用Raoult定律进行计算，设组分1、组分2和空气的气相分压分别为p1、p2和pair；
当估算二元可燃液体混合物的爆炸下限时，对于组分1，根据
可得
其中为组分1在温度为T/K时的饱和蒸气压；对于气相混合物，根据
可得
其中为组分2在温度为T/K时的饱和蒸气压；联立式(1)和(2)解方程组可得温度为T、压力为p、可燃组分混合物的体积比为/>时，组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2
组分1和组分2的实际气相分压之和
p′v＝(xv1+xv2)p
当估算二元可燃液体混合物的爆炸上限时，由
联立式(3)和(4)解方程组可得温度为T、压力为p、可燃组分混合物的体积比为时，组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2
组分1和组分2的实际气相分压之和
p′v＝(xv1+xv2)p。
进一步，在本实施例的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法中，步骤S3包括：
根据Le Chatelier方程，计算实际气相摩尔分数为xv1和xv2时，二元可燃蒸气混合物的爆炸下限的估算方法为：
得到初始压力p时爆炸下限时所对应的组分1和组分2的气相分压之和
二元可燃蒸气混合物的爆炸上限的估算方法为
得到初始压力为p时爆炸上限时所对应的组分1和组分2的气相分压之和
本实施例不仅可获得含难挥发性液体的二元混合物在常温、常压下的爆炸极限，还可获得其在其他不同温度和压力初始条件下的爆炸下限和爆炸上限值；在这些可燃物的生产和应用中，严格将可燃混合物的浓度控制在估算得到的爆炸范围之外，可以避免燃烧爆炸事故的发生。
实施例2
本实施例的计算机包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器执行计算机程序可实现如上述的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法。
实施例3
参考表1，使用本发明的估算方法，本实施例中对摩尔分数为0.7:0.3的十一烷/正戊醇的二元混合物在初始温度60℃、初始压力100kPa条件下的爆炸下限进行了估算，估算结果为2.17％，其爆炸下限的实验值为2.06％，估算值与实验值的偏差为0.11％，该偏差基本在实验结果的不确定度范围之内。
表1十一烷/正戊醇二元混合物爆炸下限的估算
实施例4
参考表2，使用本发明的估算方法，本实施例对摩尔分数为0.3:0.7的甲基环己烷/异辛醇的二元混合物在初始温度60℃、初始压力520kPa条件下的爆炸下限进行了估算，估算结果为6.53％，其爆炸下限的实验值为6.77％，估算值与实验值的偏差为-0.24％，该偏差基本在实验结果的不确定度范围之内。
表2甲基环己烷/异辛醇二元混合物爆炸下限的估算
本实施例不仅可获得含难挥发性液体的二元混合物在常温、常压下的爆炸极限，还可获得其在其他不同温度和压力初始条件下的爆炸下限和爆炸上限值；在这些可燃物的生产和应用中，严格将可燃混合物的浓度控制在估算得到的爆炸范围之外，可以避免燃烧爆炸事故的发生。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法，其特征在于，二元可燃液体混合物包括组分1和组分2，所述方法包括下述步骤：
S1、通过实验测得所述组分1与组分2的纯质在初始温度T和初始压力p下的爆炸下限值分别为L1和L2，爆炸上限值分别为U1和U2；
S2、所述组分1与组分2的摩尔比为c1:c2，所述二元可燃液体混合物的爆炸下限为爆炸上限为/>根据气液相平衡计算出在所述初始温度T和所述初始压力p时所述组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2，进而获得所述组分1和组分2的实际气相分压之和p′v；
S3、根据所述组分1和组分2的实际气相摩尔分数xv1和xv2，由Le Chatelier方程计算出实际二元混合蒸气的爆炸下限和爆炸上限/>得到在所述初始温度T和所述初始压力p时爆炸极限浓度所对应的所述组分1和组分2的气相分压之和为p″v；
S4、计算y＝p′v-p″v，若y>0，减小所述二元可燃液体混合物的爆炸下限或所述爆炸上限/>的值，并重新根据所述步骤S2和所述步骤S3计算p′v和p″v；若y<0，增大所述二元可燃液体混合物的爆炸下限/>或所述爆炸上限/>的值，并重新根据所述步骤S2和所述步骤S3计算p″v和p″v；直到y＝0时，其所对应的爆炸下限/>或爆炸上限/>值分别为所述二元可燃液体混合物的爆炸下限和爆炸上限；
所述步骤S2包括：
气液相平衡的计算使用Raoult定律进行计算，设所述组分1、组分2和空气的气相分压分别为p1、p2和pair；
当估算所述二元可燃液体混合物的爆炸下限时，对于所述组分1，根据
可得
其中为所述组分1在温度为T/K时的饱和蒸气压；对于气相混合物，根据
可得
其中为所述组分2在温度为T/K时的饱和蒸气压；联立式(1)和(2)解方程组可得温度为T、压力为p、可燃组分混合物的体积比为/>时，所述组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2
所述组分1和所述组分2的实际气相分压之和
p'v＝(xv1+xv2)p
当估算所述二元可燃液体混合物的爆炸上限时，由
联立式(3)和(4)解方程组可得温度为T、压力为p、可燃组分混合物的体积比为时，所述组分1和组分2的实际液相摩尔分数为xL1和xL2，气相摩尔分数为xv1和xv2
所述组分1和组分2的实际气相分压之和
p′v＝(xv1+xv2)p。
2.根据权利要求1所述的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
根据Le Chatelier方程，计算实际气相摩尔分数为xv1和xv2时，二元可燃蒸气混合物的爆炸下限的估算方法为：
得到初始压力p时爆炸下限时所对应的组分1和组分2的气相分压之和
二元可燃蒸气混合物的爆炸上限的估算方法为
得到初始压力为p时爆炸上限时所对应的所述组分1和组分2的气相分压之和
3.一种计算机，其特征在于，所述计算机包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器执行所述计算机程序可实现如权利要求1至2任一项所述的二元可燃液体混合物爆炸极限的获得方法。
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