О диффузионном переносе изобутана в малоподвижном воздухе
Разработка и обоснование теоретической основы для установления динамики изменения концентрации изобутана в малоподвижном воздухе (разнотемпературные отделения холодильного шкафа, пространство за задней панелью). Аналитическое решение уравнения Фика.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.06.2020 |
| Размер файла | 23,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
О диффузионном переносе изобутана в малоподвижном воздухе
Выполнил: Гогина Елена Николаевна, студентка группы ХМУ-19МА
Руководитель: Демин Михаил Владимирович, канд. тех. наук, доцент
Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского
г. Донецк
Основная часть
До настоящего времени вообще не изучен вопрос, касающийся диффузии в малоподвижном воздухе изобутана с поверхности его "розлива", возможность образования которого показана в наших работах. Решение этого вопроса необходимо для разработки эффективных способов и средств обеспечения взрывопожароопасности малой холодильной техники, работающей на изобутане (по аналогии, на других углеводородах).
Цель данной работы - разработка и обоснование теоретической основы для установления динамики изменения концентрации изобутана в малоподвижном воздухе (разнотемпературные отделения холодильного шкафа, пространство за задней панелью бытового холодильника - во время его стоянки) на различной высоте от зеркала его "розлива" в течении любого времени.
Процесс диффузии описывается законом Фика [1]
, (1)
где с - текущая концентрация изобутана, г/м 3,
t - время, с,
x - координата текущей точки, м,
D - коэффициент диффузии, м 2/с.
В начальный момент времени изобутан сосредоточен в виде тонкого слоя в донной части емкости, то есть
с (х, 0) = m д(x), (1.2)
где m - масса изобутана, кг.
д(x)- функция Дирака.
В данной работе представлено аналитическое решение поставленной задачи.
Для аналитического решения уравнения Фика [2], пропуская промежуточные вкладки, имеем:
, (2)
где с(x,t) - концентрация изобутана на определенной высоте в определенный момент времени,
r = x,
с 0 - начальная концентрация изобутана (в слоевом скоплении = 100%). фик изобутан холодильный
По формуле (2) выполнены с помощью, разработанной нами в оболочке VBA программы "Диффузия 2" соответствующие вычисления, на основе которых построены в программе Excel графические зависимости концентрации изобутана в воздухе морозильной и холодильной камер от времени наблюдений на различной высоте от зеркала "розлива" изобутана.
Простой арифметический расчет показывает, что при равномерном распределении, например, 4,5 г изобутана в морозильной или холодильной камерах, имеющих объем, соответственно 6,910-2 м 3 и 0,53 м 3, концентрация его в находящемся в них воздухе, составит 65 и 8,5 г/м 3 .
В морозильной камере концентрация изобутана над поверхностью его "розлива" и в подпотолочной части стабилизируется примерно через 4 часа, в средней части через 1 час от начала отсчета времени и достигает примерно указанной выше расчетной величины (около 65 г/м 3) - в концентрационных пределах воспламенения и горения изобутана в воздухе (38….203г/ м 3) рис. 1.
В холодильной камере процесс диффузии изобутана (4.5 г) с зеркала "розлива", естественно, более продолжительный при указанной выше закономерности изменения его концентрации. Стабилизация концентрации изобутана наступает над зеркалом "розлива" через 20 час, в средней части холодильной камеры через 12 час, в подпотолочной части ее через 24 час от начала отсчета времени и достигает примерно указанной выше рассчитанной арифметической величины около 8,5 г/ м 3 - намного меньше нижнего придела воспламеняемости изобутана в воздухе. Нижний концентрационный предел воспламеняемости и горения изобутана в воздухе холодильной камеры может создаться при утечке в нее из работающей компрессорной системы массы его 20 г.
Следовательно, в холодильной камере работающего бытового холодильника (ДХ - 245 и подобных моделей), где находится под напряжением электротехнические изделия, концентрация изобутана в случае утечки этого хладагента из линии всасывания компрессорной системы почти в 5 раз меньше нижнего предела его воспламенения и горения в воздухе. Как видно, эти изделия не требуют, как предписывают стандарты, специального исполнения - взрывозащиты.
Таким образом, создана экспериментально обоснованная математическая модель формирования изобутановоздушной смеси над зеркалом "розлива" изобутана в случае утечки его из компрессорной системы бытового холодильника, а так же программа соответствующих расчетов на ЭВМ.
Список литературы
1. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплоперенос в химической кинетике [Текст] / Д.А. Франк-Каменецкий. - М. : Наука, 1987. - 502 с.
2. Кайзер Дж. Статистическая термодинамика неравновесных процессов [Текст] / Дж. Кайзер. - М. : Мир, 1990. - 608 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Зависимость показателей процесса сернокислотного алкилирования изобутана от состава алкенов. Влияние отношения изобутана к бутиленам на выходные показатели С-алкилирования. Свойства фтористоводородной кислоты. Технологический режим С-алкилирования.
реферат [204,3 K], добавлен 22.02.2013Основные промышленные способы производства изооктана. Технологическая схема и краткое описание процесса производства. Требования к серной кислоте, используемой в качестве катализатора. Принцип работы установки для алкилирования изобутана изобутиленом.
курсовая работа [635,8 K], добавлен 16.06.2014Контроль содержания радона в воздухе помещений. Приборы и схемы исследования. Новый метод оценки ОА радона путем его абсорбции в жидком сцинтилляторе и последующего измерения в жидко-сцинтилляционном счетчике. Описание методики, достоинства и недостатки.
научная работа [3,8 M], добавлен 17.03.2011Определение удельного теоретического количества и объема воздуха, необходимого для сгорания паров бензола. Составление стехиометрического уравнения реакции горения бензола в воздухе. Расчет числа киломолей воздуха, необходимого для полного сгорания.
контрольная работа [246,1 K], добавлен 21.06.2014Кислород как самый распространённый элемент земной коры, процесс его возникновения и массовая доля в воздухе. Физические и химические свойства кислорода, его реагентность. Растворённый кислород как из важнейших показателей качества воды, его измерение.
курсовая работа [502,8 K], добавлен 04.05.2010Материальные и энергетические потоки процесса. Этапы имитационного моделирования объекта в VisSim. Построение топологических и структурных схем подсистем. Моделирование работы системы управления при подаче возмущающего воздействия по потоку сырья.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 12.04.2015Определение теплоты сгорания этилена. Вычисление энергии Гиббса реакции и принципиальной ее возможности протекания. Расчет приготовления солевого раствора нужной концентрации. Составление ионного уравнения химической реакции. Процессы коррозии железа.
контрольная работа [103,6 K], добавлен 29.01.2014Расчет коэффициента горючести нитробензола С6Н5NО2 и сероуглерода CS2. Уравнение реакции горения пропилацетата в воздухе. Расчет объема воздуха и продуктов горения при сгорании горючего газа. Определение температуры вспышки толуола по формуле В. Блинова.
контрольная работа [204,4 K], добавлен 08.04.2017Инертные газы – химические элементы восьмой группы периодической системы: гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. История их названия. Эмиссионный спектр неона. Физиологическое действие ксенона. Концентрация радона в воздухе.
презентация [507,5 K], добавлен 14.04.2015Понятие о звуке. Звуковые волны в воздухе. Движение частиц при ее распространении. Сущность кавитации и магнитострикции. Методы изучения звукохимических реакций. Использование инфра- и ультразвука в качестве способа интенсификации химических процессов.
реферат [258,2 K], добавлен 24.05.2015Физические свойства этиленгликоля. Горючесть вещества, температура кипения, плавления. Пределы воспламенения паров в воздухе. Плотность этиленгликоля в зависимости от температуры. Токсичность для человека, реакции обнаружения. Получение и применение.
презентация [543,6 K], добавлен 25.10.2012Фтор в химических реакциях, его окислительные свойства. Предельно допустимая концентрация связанного фтора в воздухе промышленных помещениях. Общая характеристика хлора, медико-биологическая роль его соединений. Основная биологическая функция йода.
реферат [153,7 K], добавлен 18.09.2014Обзор роли наноразмерных порошков и других фотокатализаторов, пригодных для разрушения почти всех органических веществ в растворах и воздухе. Исследование методов очистки газов, воздуха и воды от органических примесей, способов получения диоксида олова.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 17.02.2012Расчет объема воздуха и продуктов горения, образующихся при сгорании вещества. Уравнение реакции горения этиленгликоля в воздухе. Горение смеси горючих газов. Расчет адиабатической температуры горения для стехиометрической смеси. Горение пропанола.
контрольная работа [76,8 K], добавлен 17.10.2012- Методика расчета неопределенности измерений при определении массовой концентрации альдегидов в водке
Методика выполнения измерений и оценка погрешностей результата. Теоретические основы расчета неопределенностей измерений. Разработка методики расчета неопределенностей определения массовой концентрации альдегидов. Расчет неопределенности измерений.
курсовая работа [116,3 K], добавлен 27.12.2011 Изучение свойств и поведения диоксида серы в атмосферном воздухе, исследование вредного воздействия выбросов тепловых электрических станций. Описание сухих и мокрых технологий сероочистки дымовых газов. Расчет известкового метода очистки дымовых газов.
курсовая работа [625,8 K], добавлен 25.09.2013Закон сохранения массы как важнейшее открытие атомно-молекулярной теории. Особенности изменения массы в химических реакциях. Определение молярной массы вещества. Составление уравнения реакции горения фосфора. Решение задач на "избыток" и "недостаток".
контрольная работа [14,2 K], добавлен 20.03.2011Физико-химические основы процесса метанирования, применение катализаторов и промышленные схемы. Программа расчета адиабатического коэффициента для выбора типа реактора, определение зависимости производительности от давления и начальной концентрации.
курсовая работа [1008,4 K], добавлен 09.06.2011Составление формул соединений кальция с водородом, фтором и азотом. Определение степени окисления атома углерода и его валентности. Термохимические уравнения реакций, теплота образования. Вычисление молярной концентрации эквивалента раствора кислоты.
контрольная работа [46,9 K], добавлен 01.11.2009Составление уравнения ступенчатой диссоциации заданных веществ. Уравнения реакций кислот, оснований и амфотерных гидроксидов. Получение солей, уравнения их диссоциации. Виды концентраций вещества. Изменение энтропии при проведении химической реакции.
контрольная работа [158,6 K], добавлен 17.05.2014
