8

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• 1. Общие сведения
• 2. Физико-химические свойства
• 2.1 Расчет относительной плотности паров по воздуху (Dвозд)
• 2.2 Расчет плотности паров при нормальных условиях (Рпар = М/Vм, кг/м3)
• 2.3 Расчет процентного элементного состава вещества
• 2.4 Расчет коэффициента горючести
• 3. Расчет характеристик горения
• 3.1 Определение характера свечения пламени
• 3.2 Низшая теплота сгорания
• 3.3 Уравнение реакции горения
• 3.4 Объем воздуха на горение (теоретический и практический)
• 3.5 Объем и состав продуктов горения (теоретический)
• 3.6 Стехиометрическая концентрация в паровоздушной смеси
• 3.6.1 Объемная концентрация (%)
• 3.6.2 Массовая концентрация (кг/м3, г/м3)
• 3.7 Концентрационные пределы распространения пламени
• 3.8 Расчет давления насыщенного пара по уравнению Антуана (для температуры 25 оС)
• Список использованной литературы
• 1. Общие сведения

Вещество	Константы уравнения Антуана	Диэлектрическая проницаемость	tкипения, оС	Нобраз., кДж/моль	Нисп., кДж/моль
Гептан С7Н16	lgр = 6,07647 - 1295,405/(219,819 + t)	1,974	98.43	- 187,7

2. Физико-химические свойства

плотность пар гептан горение

Гептан СН₃(СН₂)₅СН₃ -- органическое соединение класса алканов. Гептан и его изомеры -- бесцветные жидкости хорошо растворимые в большинстве органических растворителей, и не растворимые в воде. Обладают всеми химическими свойствами алканов.

Молекулярная масса 100,21. Гептан и его изомеры - бесцветные жидкости; хорошо растворимые в органических растворителях, не растворимые в воде.

Формулы: эмпирическая С₇Н₁₆

структурная СН₃--СН₂--СН₂--СН₂--СН₂--СН₂--СН₃

Обладают всеми химическими свойствами насыщенных углеводородов. н-Гептан содержится в бензиновых фракциях нефтей и газовых конденсатов, при каталитическом риформинге которых он изомеризуется в изогептаны и дегидроциклизуется в толуол. н-Гептан может быть выделен из бензиновых фракций адсорбцией на цеолитах. Изогептаны образуются также при гидрокрекинге тяжелых нефтяных фракций (выделяются вместе с др. изопарафинами в составе бензиновых фракций) и при алкилировании изобутана пропиленом в присутствии H₂SO₄ (0-10 °С, 0,3-1,2 МПа) или HF (30-40°С, - 1,5 МПа).

Гептан имеет несколько изомеров; н-гептан применяют при определении детонационной стойкости карбюраторных топлив; его октановое число по определению равно 0.

Гептан - бесцветная легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки минус 4 °С, температурой самовоспламенения 223 °С.

Область воспламенения паров гептана в воздухе 1,1-6,7 % (по объему).

Гептан представляет собой углеводород парафинового ряда, обладает наркотическим раздражающим действием. Длительная работа с гептаном вызывает легкое раздражение кожи и нарушение пищеварения.

Предельно допустимая концентрация паров гептана в воздухе производственных помещений (в пересчете на углерод) 300 мг/м³.

Концентрацию паров гептана определяют линейноколористическим методом с помощью универсального газоанализатора.

Аппаратура и коммуникации должны быть герметизированы, помещения должны быть оборудованы надлежащей вентиляцией. При работах, связанных с получением нормального гептана персонал должен проходить медицинский осмотр раз в 12 мес.

В качестве индивидуальных средств защиты применяют фильтрующий противогаз марки А, специальную одежду, специальную обувь и предохранительные приспособления согласно действующим типовым отраслевым нормам.

При загорании гептана необходимо применять следующие средства пожаротушения: песок, химическую пену, тонкораспыленную воду, инертный газ, асбестовое одеяло, порошковые и газовые огнетушители.

2.1 Расчет относительной плотности паров по воздуху (D_возд)

Относительная плотность паров по воздуху:

.

2.2 Расчет плотности паров при нормальных условиях (_пар = М/Vм, кг/м³)

Плотность паров гептан при нормальных условиях:

кг/м³.

2.3 Расчет процентного элементного состава вещества

Количество углерода:

%.

Количество водорода:

%.

2.4 Расчет коэффициента горючести

В молекуле гептана:

n(C) = 7; n(Н) = 16.

Коэффициент горючести:

К = 47 + 16 - 2•0 = 44.

К > 1, следовательно, гептан - горючее вещество.

3. Расчет характеристик горения

3.1 Определение характера свечения пламени

Массовые доли углерода в молекуле гептана составляет %.

Массовая доля углерода > 75 %, а кислорода нет, следовательно, пламя при горении гептана будет яркое, коптящее.

3.2 Низшая теплота сгорания

Значения низшей теплоты сгорания веществ и материалов могут быть рассчитаны по формуле Д.И. Менделеева. Данная формула может быть использована для расчетов Q_н веществ сложного элементного состава, а также для любых индивидуальных веществ, если предварительно рассчитать массовую долю каждого элемента в соединении ().

Q_Н = 339,4(C) + 1257(H) 108,9 [((O) +(N)) (S)] 25,1[9(H) +(W)],

Низшая теплота сгорания гептана:

Q_Н = 339,486 + 125716 108,9 [(0 + 0) 0] 25,1[916 + 0] = 45686 кДж/кг.

3.3 Уравнение реакции горения

Уравнение горения гептана в воздухе:

С₇Н₁₆ + 11(О₂ + 3,76N₂) = 7СО₂ + 8Н₂О + 113,76N₂

= 11.

3.4 Объем воздуха на горение (теоретический и практический)

Уравнение реакции горения:

1 кг х м³

С₇Н₁₆ + 11(О₂ + 3,76N₂) = 7СО₂ + 8Н₂О + 113,76N₂

100 кг 11•4,76•22,4 м³

По уравнению реакции найдем теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1кг гептана:

11,73 м³.

Коэффициент избытка воздуха = 1,2.

С учетом этого определим практический объем воздуха, необходимый для горения:

м³.

3.5 Объем и состав продуктов горения (теоретический)

По уравнению реакции горения (для 1 кг горючего вещества при нормальных условиях).

Состав продуктов горения: углекислый газ, пары воды, азот.

Уравнение реакции горения:

1 кг х₁ м³ х₂ м³ х₃ м³ х₄ м³

С₇Н₁₆ + 11(О₂ + 3,76N₂) = 7СО₂ + 8Н₂О + 113,76N₂

100 кг 11•4,76•22,4 м³ 7•22,4 м³ 8•22,4 м³ 11•3,76•22,4 м³

Теоретический объем продуктов горения определяем по уравнению реакции:

м³.

Объемы продуктов горения:

м³;

м³;

м³.

3.6 Стехиометрическая концентрация в паровоздушной смеси

Общие формулы для вычисления объемной и массовой стехиометрической концентрации следующие:

;

.

3.6.1 Объемная концентрация (%)

Уравнение реакции горения:

С₇Н₁₆ + 11(О₂ + 3,76N₂) = 7СО₂ + 8Н₂О + 113,76N₂

= 11

%.

3.6.2 Массовая концентрация (кг/м³, г/м³)

Молярная масса М (С₇Н₁₆) = 100 г/моль (кг/кмоль).

м³/кмоль.

г/м³.

3.7 Концентрационные пределы распространения пламени

Концентрационные пределы распространения пламени (область воспламенения) для газо- и паровоздушных смесей могут быть рассчитаны по следующей формуле:

, %,

где - число молекул кислорода, = 11;

a и b - константы, для нижнего концентрационного предела а = 8,584, b = 4,679; для верхнего концентрационного предела а = 0,768, b = 6,554.

_н = %;

_в = %.

3.8 Расчет давления насыщенного пара по уравнению Антуана (для температуры 25 ^оС)

Уравнение Антуана для гептана:

lgр = 6,07647 - 1295,405/(219,819 + t).

При температуре 25 ^оС:

lgр = 6,07647 - 1295,405/(219,819 + 25) = 0,785.

Давления насыщенного пара:

р = 6,098 мм. рт. ст.

Список использованной литературы

1. Теоретические основы теплотехники Теплотехнический эксперимент. Справочник. (Теплоэнергетика и теплотехника; Кн.2). Под общей ред. Клименко А.В. и Зорина В.М. М.: Издательство МЭИ, 2001.

2. ГОСТ 12.1.004-89. Пожарная безопасность. Общие требования. М., 1989.

3. ГОСТ 12.1.044-91. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. М., 1991.

4. Корольченко А. Я.,Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. -- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Асс. "Пожнаука", 2004.

5. Кутуев Р.Х., Малинин В.Р., Кожевникова Н.Ю. и др. Теоретические основы процессов горения. / Учебное пособие. - СПб.: СПбВПТШ МВД РФ, 1998.

6. Решетов А.П., Ловчиков В.А. Теоретические основы процессов горения / Учебное пособие по решению задач. - СПб.: СПбВПТШ МВД РФ, 1998.

7. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения (Справ, изд. в 2 книгах) / Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н. и др. - М.: Химия, 1990.

Размещено на Allbest.ru

...