Расчет параметров горения и взрыва горючего вещества 1,4-диэтилбензола
Расчет параметров горения и взрыва 1,4-диэтилбензола (С10Н14). Определение уровня образования наиболее взрывопожароопасной паровоздушной смеси и пределов распространения пламени. Расчет количества флегматизатора, необходимого для предотвращения взрыва.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.09.2016 |
| Размер файла | 158,5 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
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
Академия Государственной противопожарной службы
Институт заочного и дистанционного обучения
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине: «Теория горения и взрыва»
Выполнил: слушатель 2 курса ИЗ и ДО
Макогон Антон Сергеевич
Проверил: Беликов А.К.
Москва 2015
Исходные данные:
Вещество: 1,4- диэтилбензол - C10H14+
Размер помещения (a*b*h, м) - 8,0*5,0*3,5
Теплота образования ?Нf=22.2 кДж/моль
Температура кипения: 183,8єC
Коэффициент уравнения Антуана:
А=6,41434
В=1820,632
С=230,413
Структурная формула:
CH3-CH2--CH2-CH3
Расчет параметров горения и взрыва
1) Расчет адиабатической tє горения
С10H14+ 13.5(O2+3.76N2)>10CO2+7H2O+13.5*3.76N2+
VCO2=10 моль/моль; VH2O= 7 моль/моль; VN2=50.76 моль/моль; VПГ=67.76 моль/моль.
Низкая теплота сгорания C10H14
QH = ? ( ni ?Hi - nj ?Hj )= 10*396.6+7*242.2-1*22.2=5639.2кДж/моль+
Средняя энтальпия теплосодержания продуктов горения
Hср= == 83.22 кДж/моль
Уточняем, сколько потребовалось бы тепла, чтобы нагреть продукты горения до температуры
При Т1=2300 єC
Q1 = VCO2*HCO2+ VH2OHH2O+ VN2HN2 = 10*126.9 + 7*104.2 + 50.76*77.8 = = 5947.5 кДж/моль
При T2=2200 єC
Q2 = 10*120.8 + 7*98.8 + 50.76*74.1 = 5660.9 кДж/моль
При T3 = 2100 єC
Q3 = 10*114.7+7*93.4+50.76*70.4 = 5374.3 кДж/моль
Уточняем адиабатическую температуру горения линейной интерполяцией между двумя ближайшими значениями
ТГад = Т3 + (QH-Q3) = 2100+ (5639.2-5374.3)= 2192.4 єC ? 2465K+
2) Расчет температуры взрыва
Средняя внутренняя энергия продуктов горения
Иср = == 83.22 кДж/моль
В таблице 2 приложения задачника выбираем первую приближенную температуру:
Т1 = 3000 єC
И1 = 10*145,0+7*116,3+50,76*78,9=6269,1 кДж/моль
T2 = 2800 єC
И2 = 10*134,2+7*107,0+50,76*73,1=5801,6 кДж/моль
Т3 = 2700 єC
И3= 10*128,9+7*100,4+50,76*70,2=5555,2 кДж/моль
Твзр= Т3 + (QH-И3) = 2700+ (5639,2-5555,2) = 2734,1 єC ? 3007К+
горение взрыв диэтилбензол флегматизатор
3) Расчет концентрационных пределов распространения пламени (КПР)
ц Н(B)=
ц Н = = 0.82% об. +
ц B = = 5.91% об. +
4) Расчет минимальной флегматезирующей концентрации (МФК) азота
QH = (TГ* - T0) [?Cpi*nпгi + Cp фn ф],
где TГ*-предельная температура горения примерно 1500К
Из этой формулы следует:
n ф = =
= =20.42 моль/моль
C10H14+8.5 (O2+3.76N2) >10CO+7H2O+8.5*3.76N2+
QH=10*112.7+7*242.2-22.2 = 2800.2 кДж/моль+
МФК азота равна
цмфк = = 33%
5) Расчет концентрации горючего в точке флегматизации
цг(ф) = = = 1.616%
6) Графическая зависимость КПР от концентрации флегматизатора (N2)
7) Расчет минимального взрывоопасного содержания кислорода (МВСК)
цО2 =
8) Расчет температурных пределов распространения пламени (ТПР)
PH= = 830.9 Па = 0,8309кПа
PВ = = 5988,3 Па = 5,9883кПа
В мм.рт.ст. PH и PВ будут равны :
PH= = 6,2 мм. рт. ст.
PВ = = 44,9 мм. рт. ст.
Решая уравнение Антуана при:
А = 6,41434; В = 1820,632; С = 230,413
lg PH = lg 0,8309 = - 0,0805
lg PВ = lg 5,9883 = 0,7773
tн(в) = - С =
tн = - 230,413 = 49,9 єC ? 323К+
tв = - 230.413 = 92.6 єC ? 366 К+
9) Расчет температуры самовоспламенения вещества
СН3 - СН2 - - СН2 - СН3
Мр = 3, т.к. в молекуле две метильные и одна фенильная группы
mц = = = 3 - количество цепей
|
mi |
1-5 |
1-3 |
3-5 |
|
|
Ci |
4-1 |
2-1 |
2-1 |
Длина цепи уменьшается на один атом углерода, т.к. в нее входит фенильная группа.
lср = = = = 1.67+
По таблице IX приложения «МУ» Курсовой роботы определяем, что температура самовоспламенения равна 705К+
10) Расчет максимального давления взрыва
С10H14+ 13.5(O2+3.76N2)>10 CO2+7H2O+13.5*3.76N2
Количество молей исходной смеси стехиометрического состава равно
Пс = 1+13,5+13,5*3,76 = 65,26 моль
Количество молей продуктов сгорания
Ппг = 10+7+13,5*3,76 = 67,76 моль
Рвзрmax = = = 11.4*105 Па+
Избыточное давление взрыва
?P = Pвзрmax - P0 = 11.4* 105 - 105 = 10.4*105 Па
11) Расчет тротилового эквивалента взрыва
з тнт =
Qтнт = 4,187*103 кДж/кг
Qвзр = = 42.1*103 кДж/кг+
M(C10H14) = 10*12+14*1 = 134*10-3 кг/моль+
з тнт = = 10,05+
Расчетные значения параметров горения и взрыва 1,4 диэтилбензола (С10Н14)
|
Параметр горения и взрыва |
Адиабатическая температура горения Тгад, К |
Температура взрыва Твзр, К |
КПР, % |
МФК(N2), % |
МВСК, % |
ТПР, К |
Температура самовоспламенения Тсв, К |
Тратиловый эквивалент вещества, з тнт |
|
|
2465 |
3007 |
0.82-5.91 |
33 |
13.74 |
323-366 |
705 |
10.05 |
12) Справочные значения показателей пожарной опасности 1,4- диэтилбензола (С10Н14)
|
Температура вспышки Твсп, єC |
Температура самовоспламенения Тсв, єC |
Нижний концентрационный предел распространения пламени % об |
МВСК, % об |
Минимальная флегматизация концентрация азота, % |
|
|
57 |
430 (703 єC) |
0,8 |
11,3 |
45 |
Источник: Корольченко А.Я. Корольченко Д.А. «Пожарность веществ и материалов и средств их тушения.»
Справочник: в 2-х ч. 2-е изд. Переработанное и дополненное - М: Асс «Пожнаука», 2004-4.I.-713с.
13) Расчет количества вещества (кг), которое должно испариться в помещении чтобы в нем создалась наиболее пожароопасная паровоздушная смесь.
Vпомещ = 8*5*3,5 = 140 м3
M(C4H10) = 314*103 кг/моль
цстех = = 1,53%+
Vг = = = 2,14 м3
mг = = = 12.8 кг+
14) Расчет тротилового эквивалента возможного аварийного взрыва
Mтнт = = зтнт*m*г = 10,05*12,8*1 = 128,64 кг+ тротила,
где г=1 - коэффициент для ограниченного объема (помещения)
15) Расчет размера безопасной зоны по действию давления воздушной ударной волны
Rбез.= 15 = 15 = 75.7 м+
Расчет количества диоксида углерода (СО2) необходимого для предотвращения взрыва в помещении
C10H14+8.5 (O2+3.76N2) + nф(cо)>10CO+7H2O+8.5*3.76N2 + nф(со)
nф= = 12.77% моль/моль
цмфк = = 23.54%
mсо = = = 64.735 кг
M (СО2) = 12+2*16 = 44кг/моль
Вывод:
В ходе выполнения работы определили параметры горения и взрыва горючего вещества 1,4-диэтилбензола (С10Н14).
С точки зрения пожарной опасности наиболее важным являются концентрационные пределы распространения пламени цн = 0,82% и цв = 5,91%.
Определили уровни образования наиболее взрывопожароопасной паровоздушной смеси, параметры взрыва и рассчитали количество флегматизатора необходимого для предотвращения взрыва такой смеси.
Список используемой литературы
1. Андросов А.С., Бегишев И.Р., Салеев Е.П. Теория горения и взрыва: Учебное пособие. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - 240 с.
2. Андросов А.С., Салеев Е.П. Примеры и задачи по курсу «Теория горения и взрыва»: Учебное пособие. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2008. - 80 с.
3. Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Кравчук Г.Н и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочн. Изд. В 2-х книгах, 1990. - М.: Химия. - 384 с.
4. Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник в 2-х частях. - М.: Асс. «Пожнаука», 2000. - 709 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Физико–химические основы горения и взрыва. Тепловая, цепная и диффузная теории горения веществ, взрывчатые вещества. Свойства твердых топлив и продуктов сгорания, термодинамические свойства продуктов сгорания. Виды пламени и скорость его распространения.
курс лекций [1,7 M], добавлен 05.01.2013Определение объемного состава, удельной газовой постоянной, плотности, средней молярной массы и объема смеси. Условия воспламенения горючего материала в результате теплообмена излучением. Коэффициент теплообмена между продуктами горения и поверхностью.
контрольная работа [164,7 K], добавлен 04.03.2012Основы проектирования котельных, выбор их производительности и типа. Тепловой расчет агрегата, определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов. Конструктивный расчет экономайзера, проверка теплового баланса.
дипломная работа [339,0 K], добавлен 13.12.2011Оценка адиабатической и действительной температур пламени. Знакомство с особенностями проведения теоретического расчета основных параметров горения и тушения пожаров газовых фонтанов. Характеристика компактного газового фонтана, основное предназначение.
контрольная работа [267,7 K], добавлен 22.04.2014Расчет теоретического объёма расхода воздуха, необходимого для горения природного газа и расчет реального объёма сгорания, а также расчет теоретического и реального объёма продуктов сгорания. Сопоставление расчетов, используя коэффициент избытка воздуха.
лабораторная работа [15,3 K], добавлен 22.06.2010Методика расчета горения топлива на воздухе: определение количества кислорода воздуха, продуктов сгорания, теплотворной способности топлива, калориметрической и действительной температуры горения. Горение топлива на воздухе обогащённым кислородом.
курсовая работа [121,7 K], добавлен 08.12.2011Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива. Составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива. Расчет геометрических параметров топки. Площади поверхностей топки и камеры догорания.
курсовая работа [477,7 K], добавлен 01.04.2011Расчет горения топлива в воздухе, состава и удельного объема выхлопных газов, горения природного газа в атмосфере. Определение параметров камеры смешения, сушилки, топки. Составление энергетических балансов. Эксергетический баланс изучаемой системы.
курсовая работа [511,0 K], добавлен 22.02.2015Основы теории диффузионного и кинетического горения. Анализ инновационных разработок в области горения. Расчет температуры горения газов. Пределы воспламенения и давления при взрыве газов. Проблемы устойчивости горения газов и методы их решения.
курсовая работа [794,4 K], добавлен 08.12.2014Расчет горения топлива (смесь коксового и доменного газов). Определение теоретически необходимого и действительного количества воздуха, количества продуктов сгорания, их процентного состава и калориметрической температуры. Характеристика видов топлива.
контрольная работа [38,9 K], добавлен 28.04.2013Материальный и тепловой балансы процесса сушки. Технические параметры сушилки. Расчет параметров горения топлива, удельных и часовых расходов теплоты и теплоносителя на процесс сушки. Подбор циклонов и вентиляторов, расчет аэродинамических сопротивлений.
курсовая работа [172,6 K], добавлен 24.06.2014Определение расхода воздуха и количества продуктов горения. Расчет состава угольной пыли и коэффициента избытка воздуха при спекании бокситов во вращающихся печах. Использование полуэмпирической формулы Менделеева для вычисления теплоты сгорания топлива.
контрольная работа [659,6 K], добавлен 20.02.2014Начальные параметры ударной волны, образующейся движением пластины. Параметры воздуха на фронте ударной волны в момент подхода волны к преграде. Расчет параметров продуктов детонации в начальный момент отражения от жесткой стенки и металлической пластины.
курсовая работа [434,5 K], добавлен 20.09.2011Основы проектирования котельных. Выбор производительности и типа котельной. Выбор числа и типов котлов и их компоновка. Тепловой расчет котельного агрегата. Определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов.
дипломная работа [310,5 K], добавлен 31.07.2010Расчет горения топлива. Определение параметров нагрева металла и теплообмена в печи: в методической, сварочной зоне, время томления металла. Тепловой баланс: расход топлива и тепла, неучтенные потери тепла. Расчет рекуператора для подогрева воздуха.
курсовая работа [338,1 K], добавлен 14.05.2012Основные положения и исходные данные теории детонации Михельсона. Расчет температуры зажигания от раскаленных микротел. Нормальная скорость горения, скорость детонации и концентрация вещества. Неразрывность потока, скорость диффузии и закон импульсов.
контрольная работа [274,8 K], добавлен 24.08.2012Полезная тепловая нагрузка печи. Расчет процесса горения топлива в печи. Коэффициент избытка воздуха. Построение диаграммы продуктов сгорания. Тепловой баланс процесса горения. Подбор котла-утилизатора. Расчет испарительной поверхности, экономайзера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.12.2012Характеристика открытия явления радиоактивного излучения, которое положило начало эре изучения и использования ядерной энергии. Особенности ядерного оружия - оружия массового поражения взрывного действия. Исследование поражающих факторов ядерного взрыва.
презентация [6,1 M], добавлен 26.04.2010Определение количества ступеней компрессора. Массовые доли компонентов смеси, их теплоемкость. Расчет параметров по точкам, количества тепла, выделяемого компрессором, работы компрессора. Общий отопительный коэффициент как мера эффективности компрессора.
контрольная работа [159,4 K], добавлен 23.12.2012Цепная реакция деления, термоядерный синтез. Явления при ядерном взрыве. Классификация ядерных взрывов по мощности и по нахождению центра взрыва. Военное и мирное применение ядерных взрывов. Природные ядерные взрывы. Разрушительные последствия от взрыва.
реферат [29,4 K], добавлен 03.12.2015
