<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/PVB.2018.27.02-03.27-36</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-645</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>БЕЗОПАСНОСТЬ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SAFETY OF SUBSTANCES AND MATERIALS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Кинетический подход при расчете параметров пожаровзрывоопасности газовых смесей метана с хлором</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Kinetic approach when calculating parameters of fire-and-explosion hazard of gas mixes of methane with chlorine</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Грохотов</surname><given-names>М. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Grokhotov</surname><given-names>M. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">migrokhotov@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Бегишев</surname><given-names>И. Р.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Begishev</surname><given-names>I. R.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Комаров</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Komarov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">ICA_kbs@mgsu.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Беликов</surname><given-names>А. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Belikov</surname><given-names>A. K.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Академия ГПС МЧС России</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-2"><institution>Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>17</day><month>09</month><year>2018</year></pub-date><volume>27</volume><issue>2-3</issue><fpage>27</fpage><lpage>36</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Грохотов М.А., Бегишев И.Р., Комаров А.А., Беликов А.К., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Грохотов М.А., Бегишев И.Р., Комаров А.А., Беликов А.К.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Grokhotov M.A., Begishev I.R., Komarov A.A., Belikov A.K.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/645">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/645</self-uri><abstract><p>Представлен метод расчета показателей пожаровзрывоопасности газовых смесей, базирующийся на уравнении теплопроводности и учитывающий кинетику и механизм химического взаимодействия. Показано, что данный метод, апробированный на газовых смесях метана и его хлорпроизводных с хлором, позволяет определять для них сразу несколько показателей пожаровзрывоопасности. Для смесей хлора с метаном, хлорметаном и дихлорметаном определены концентрационные пределы фотовоспламенения и критические интенсивности УФ-излучения. Рассчитаны температура самовоспламенения смеси метана с хлором и минимальная флегматизирующая концентрация четыреххлористого углерода в смеси хлорметана и хлора. Показано, что расчетные значения параметров в основном хорошо согласуются с экспериментальными.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Purpose. The computational method of indexes of fire-and-explosion hazard of gas mixtures a kinetics and the mechanism of chemical interaction which is based on a heat conduction equation and considering is considered. This method allows to define indicators of fire-and-explosion hazard of substances which can enter among themselves chemical reaction. That methods where for definition of indexes of fire-and-explosion hazard of substances use a structure of molecules do not allow and can be applied only to one homologous series. Methods. Calculation of indicators of fire-and-explosion hazard was carried out by means of the mathematical model of thermal ignition developed by authors in the environment of MATLAB. Researches were conducted for gas mixes of methane, chlormethane and dichloromethane with chlorine at ignition of these mixes heat and ultra-violet light, in a cylindrical vessel of long 0.04 m, with a diameter of 0.036 m. For creation of model the chemical kinetics of elementary reactions of these mixes is considered. Coefficients of heat conductivity and thermal capacity for initial composition of mix paid off, and during chemical transformations considered their change from temperature. Results of calculation were compared to experimental data. Findings. By means of model of thermal ignition for mixes of methane, chlormethane and dichloromethane with chlorine concentration limits of photoignition and critical intensity of ultra-violet light have been set. For chlormethane mix with chlorine the minimum phlegmatizing concentration of four-chloride carbon is defined, and for methane with chlorine spontaneous ignition temperature is calculated. Results of calculation of indicators of fire-and-explosion hazard for these mixes enough with a good accuracy coincide with experimental data. Conclusions. The model of thermal ignition which is based on the equation of heat conductivity and considering kinetics and the mechanism of chemical reaction authentically reflects a physical picture of ignition and gives the chance for chlorine mixes with methane and its chlorderivatives to estimate such parameters as: concentration limits of photoignition, critical intensity of UV-light, minimum phlegmatizing concentration and temperature of spontaneous ignition. This method has shown a possibility of calculation of indicators of fire-and-explosion hazard of gas substances for kinetic data on the mechanism of chemical interaction and to constants of speed of elementary reactions.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>модель фотовоспламенения</kwd><kwd>хлорирование углеводородов</kwd><kwd>пожарная безопасность</kwd><kwd>пожаровзрывоопасность метана</kwd><kwd>пожаровзрывоопасность хлорметана</kwd><kwd>пожаровзрывоопасность дихлорметана</kwd><kwd>photoignition model</kwd><kwd>chlorination of hydrocarbons</kwd><kwd>fire safety</kwd><kwd>fire-and-explosion hazard of methane</kwd><kwd>fire-and-explosion hazard of chlormethane</kwd><kwd>fire-and-explosion hazard of dichlormethane</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник : в 2 ч.-2-е изд., перераб. и доп.-М. : Пожнаука, 2004.-Ч. I.-713 с.; Ч. II. -774 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник : в 2 ч.-2-е изд., перераб. и доп.-М. : Пожнаука, 2004.-Ч. I.-713 с.; Ч. II. -774 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корольченко А. Я. Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов. II. Расчет основных показателей пожаровзрывоопасности Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2003.-Т. 12, № 1. -С. 24-38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Корольченко А. Я. Расчет показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов. II. Расчет основных показателей пожаровзрывоопасности Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2003.-Т. 12, № 1. -С. 24-38.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Осипов А. Л., Трушина В. П., Павлик И. О. Моделирование концентрационных пределов на основе нейронных сетей International Journal of Advanced Studies [Международный журнал перспективных исследований]. - 2016. - Т. 6, № 2. - С. 67-78. DOI: 10.127312227-930X-2016-2-67-78.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Осипов А. Л., Трушина В. П., Павлик И. О. Моделирование концентрационных пределов на основе нейронных сетей International Journal of Advanced Studies [Международный журнал перспективных исследований]. - 2016. - Т. 6, № 2. - С. 67-78. DOI: 10.127312227-930X-2016-2-67-78.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чуйков А. М., Сунцов Ю. К., Сорокина Ю. Н., Лукьяненко В. И., Шуткин А. Н. Температура вспышки и энергия Гельмгольца для веществ гомологических рядов н-алкилпропаноатов и н-алкилбутаноатов Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2017. -Т. 13, № 3. -С. 45-49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чуйков А. М., Сунцов Ю. К., Сорокина Ю. Н., Лукьяненко В. И., Шуткин А. Н. Температура вспышки и энергия Гельмгольца для веществ гомологических рядов н-алкилпропаноатов и н-алкилбутаноатов Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2017. -Т. 13, № 3. -С. 45-49.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Elkin I. Gutiйrrez Velбsquez, Christian J. R. Coronado, Juan C. Quintero Cartagena, JoгoA. Carvalho, Andrйs Z. Mendiburu, Josй C. Andrade, Ely V. Cortez, Josй C. Santos. Prediction of flammability limits for ethanol-air blends by the Kriging regression model and response surfaces Fuel. - 2017. - Vol. 210. -P. 410-424. DOI: 10.1016j.fuel.2017.08.089.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Elkin I. Gutiйrrez Velбsquez, Christian J. R. Coronado, Juan C. Quintero Cartagena, JoгoA. Carvalho, Andrйs Z. Mendiburu, Josй C. Andrade, Ely V. Cortez, Josй C. Santos. Prediction of flammability limits for ethanol-air blends by the Kriging regression model and response surfaces Fuel. - 2017. - Vol. 210. -P. 410-424. DOI: 10.1016j.fuel.2017.08.089.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Keshavarz M. H., Jafari M., Kamalvand M., Karami A., Keshavarz Z., Zamani A., Rajaee S. A simple and reliable method for prediction of flash point of alcohols based on their elemental composition and structural parameters Process Safety and Environmental Protection.-2016.-Vol. 102.-P. 1-8. DOI: 10.1016j.psep.2016.01.018.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Keshavarz M. H., Jafari M., Kamalvand M., Karami A., Keshavarz Z., Zamani A., Rajaee S. A simple and reliable method for prediction of flash point of alcohols based on their elemental composition and structural parameters Process Safety and Environmental Protection.-2016.-Vol. 102.-P. 1-8. DOI: 10.1016j.psep.2016.01.018.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mingqiang Wu, Gequn Shu, Rui Chen, Hua Tian, Xueying Wang, Yue Wang.Anew model based on adiabatic flame temperature for evaluation of the upper flammable limit of alkane-air-CO2 mixtures Journal of Hazardous Materials. -2018.-Vol. 344.-P. 450-457. DOI: 10.1016j.jhazmat.2017.10.030.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mingqiang Wu, Gequn Shu, Rui Chen, Hua Tian, Xueying Wang, Yue Wang.Anew model based on adiabatic flame temperature for evaluation of the upper flammable limit of alkane-air-CO2 mixtures Journal of Hazardous Materials. -2018.-Vol. 344.-P. 450-457. DOI: 10.1016j.jhazmat.2017.10.030.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhao F., Rogers W. J., Mannan M. S. Calculated flame temperature (CFT) modeling of fuel mixture lower flammability limits Journal of Hazardous Materials. - 2010. - Vol. 174, Issue 1-3. - P. 416-423. DOI: 10.1016j.jhazmat.2009.09.069.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhao F., Rogers W. J., Mannan M. S. Calculated flame temperature (CFT) modeling of fuel mixture lower flammability limits Journal of Hazardous Materials. - 2010. - Vol. 174, Issue 1-3. - P. 416-423. DOI: 10.1016j.jhazmat.2009.09.069.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Keshavarz M. H., Jafari M., Esmaeilpour K., Samiee M. New and reliable model for prediction of autoignition temperature of organic compounds containing energetic groups Process Safety and Environmental Protection. -2018.-Vol. 113.-P. 491-497. DOI: 10.1016j.psep.2017.12.001.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Keshavarz M. H., Jafari M., Esmaeilpour K., Samiee M. New and reliable model for prediction of autoignition temperature of organic compounds containing energetic groups Process Safety and Environmental Protection. -2018.-Vol. 113.-P. 491-497. DOI: 10.1016j.psep.2017.12.001.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ngoc Lan Mai, Yoon-Mo Koo. Quantitative prediction of lipase reaction in ionic liquids by QSAR using COSMO-RS molecular descriptors Biochemical Engineering Journal. - 2014. - Vol. 87. - P. 33-40. DOI: 10.1016j.bej.2014.03.010.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ngoc Lan Mai, Yoon-Mo Koo. Quantitative prediction of lipase reaction in ionic liquids by QSAR using COSMO-RS molecular descriptors Biochemical Engineering Journal. - 2014. - Vol. 87. - P. 33-40. DOI: 10.1016j.bej.2014.03.010.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jiao L., Zhang X., Qin Y., Wang X., Li H. QSPR study on the flash point of organic binary mixtures by using electrotopological state index Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems.-2016.- Vol. 156.-P. 211-216. DOI: 10.1016j.chemolab.2016.05.023.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jiao L., Zhang X., Qin Y., Wang X., Li H. QSPR study on the flash point of organic binary mixtures by using electrotopological state index Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems.-2016.- Vol. 156.-P. 211-216. DOI: 10.1016j.chemolab.2016.05.023.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Zhao F., Rogers W. J., Mannan M. S. Experimental measurement and numerical analysis of binary hydrocarbon mixture flammability limits Process Safety and Environmental Protection.-2009.- Vol. 87, Issue 2. -P. 94-104. DOI: 10.1016j.psep.2008.06.003.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Zhao F., Rogers W. J., Mannan M. S. Experimental measurement and numerical analysis of binary hydrocarbon mixture flammability limits Process Safety and Environmental Protection.-2009.- Vol. 87, Issue 2. -P. 94-104. DOI: 10.1016j.psep.2008.06.003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Беликов А. К., Никитин И. С., Бегишев И. Р. Воспламенение смесей хлорметана с хлором под действием ультрафиолетового излучения Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2010.-Т. 19, № 10. -С. 9-12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Беликов А. К., Никитин И. С., Бегишев И. Р. Воспламенение смесей хлорметана с хлором под действием ультрафиолетового излучения Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2010.-Т. 19, № 10. -С. 9-12.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Комраков П. В., Беликов А. К., Бегишев И. Р. Взрывобезопасные условия фотохлорирования дихлорметана в газовой фазе Химическая физика процессов горения и взрыва : материалы XII Симпозиума по горению и взрыву. - Черноголовка : Институт проблем химической физики РАН, 2000.-Т. 3. -С. 48-49.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Комраков П. В., Беликов А. К., Бегишев И. Р. Взрывобезопасные условия фотохлорирования дихлорметана в газовой фазе Химическая физика процессов горения и взрыва : материалы XII Симпозиума по горению и взрыву. - Черноголовка : Институт проблем химической физики РАН, 2000.-Т. 3. -С. 48-49.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Никитин И. С., Бегишев И. Р., Беликов А. К. Флегматизация четыреххлористым углеродом смесей хлорметана и хлора при их фотовоспламенении Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2015.-Т. 24, № 2. -С. 32-35.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Никитин И. С., Бегишев И. Р., Беликов А. К. Флегматизация четыреххлористым углеродом смесей хлорметана и хлора при их фотовоспламенении Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2015.-Т. 24, № 2. -С. 32-35.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Беликов А. К., Феофанов С. А., Бегишев И. Р. Влияние интенсивности УФ-излучения на фототепловое воспламенение газовых смесей метана с хлором Пожарная безопасность.-2005.- № 2. -С. 63-65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Беликов А. К., Феофанов С. А., Бегишев И. Р. Влияние интенсивности УФ-излучения на фототепловое воспламенение газовых смесей метана с хлором Пожарная безопасность.-2005.- № 2. -С. 63-65.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Розловский А. И., Стеблев А. В., Фролов Ю. Е. Интегральное излучение пламени хлорсодержащих смесей Доклады Академии наук СССР. -1978. -Т. 241, № 3. -С. 631-634.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Розловский А. И., Стеблев А. В., Фролов Ю. Е. Интегральное излучение пламени хлорсодержащих смесей Доклады Академии наук СССР. -1978. -Т. 241, № 3. -С. 631-634.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики.-5-е изд., стереотип.-М. : Наука, 1977.-735 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Тихонов А. Н., Самарский А. А. Уравнения математической физики.-5-е изд., стереотип.-М. : Наука, 1977.-735 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">А. с. 2016662831. Математическая модель фототеплового воспламенения Грохотов М. А., Беликов А. К., Комаров А. А., Бегишев И. Р.-№ 2016660589; заявл. 03.10.2016; опубл. 20.12.2016.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">А. с. 2016662831. Математическая модель фототеплового воспламенения Грохотов М. А., Беликов А. К., Комаров А. А., Бегишев И. Р.-№ 2016660589; заявл. 03.10.2016; опубл. 20.12.2016.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тимофеев А. Ф., Мазанко А. Ф., Ягуд Б. Ю., Лапшин В. И., Aлександров А. И. Техника безопасности при хранении, транспортировании и применении хлора.-М. : Химия, 1990. -336 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Тимофеев А. Ф., Мазанко А. Ф., Ягуд Б. Ю., Лапшин В. И., Aлександров А. И. Техника безопасности при хранении, транспортировании и применении хлора.-М. : Химия, 1990. -336 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
