Материальный и тепловой балансы процессов горения

ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ по курсу “ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА” А.С.Андросов, Е.П. Салеев

Расчет количества воздуха, необходимого для горения веществ

1. Определить массу и объем (теоретический) воздуха, необходимого для горения 1 кг метилового, этилового, пропилового и амилового спиртов. Построить график зависимости объема воздуха от молекулярной массы спирта.
2. Определить теоретический объем воздуха, необходимого для горения 1 м3 метана, этана, пропана, бутана и пентана. Построить график зависимости объема воздуха от положения вещества в гомологическом ряду (содержания углерода в молекуле вещества).
3. Определить теоретическую массу воздуха, пошедшего на горение 1 кг метана, метилового спирта, муравьиного альдегида, муравьиной кислоты. Объяснить причину влияния состава вещества на объем воздуха, требуемого для их горения.
4. Определить объем и массу воздуха, пошедшего на горение 1 кг древесины состава: С – 47 %, Н – 8 %, O – 40 %, W – 5 %, если коэффициент избытка воздуха равен 2,8; давление 900 ГПа, температура 285 К.
5. Сколько воздуха, кг, поступило на горение 1 кг углерода, если в продуктах горения содержание кислорода составило 17 %?
6. Сколько воздуха, кг, требуется подать на сжигание 200 м3 генераторного газа состава: СО – 29 %, Н2 – 14 %, СН4 – 3 %, СО2 - 6,5 %, N2 - 45 %, О2 - 2,5 %, если коэффициент избытка воздуха равен 2,5?
7. Определить количество сгоревшего толуола, кг, в помещении объемом 400 м3 если после пожара при отсутствии газообмена установлено, что содержание кислорода снизилось до 17 %.
8. Сколько хлора, м3, поступило на горение 300 м3 водорода, если в продуктах горения избыток окислителя составил 80 м3 ?
9. Определить избыток воздуха в продуктах горения газовой смеси состава: СО – 15 %, С4H10 – 45 % О2 – 30 %, N2 –10 %, если коэффициент избытка воздуха равен 1,9.
10. Сколько окислительной среды, м3, состоящей из 50 % кислорода и 50 % азота, необходимо для горения 8 кг этилацетата, если коэффициент избытка равен 1,2; температура 265 К, давление 850 ГПа.
11. Определить коэффициент избытка окислительной среды, состоящей из 70 % кислорода и 30 % азота, если при горении серы содержание кислорода снизилось до 55 %. Определить количество сгоревшей серы (кг), если объем помещения равен 180 м3.
12. Сколько антрацита (принять, что содержание углерода равно 100 %) сгорело в помещении объемом 150 м3, если прекращение горения наступило при снижении кислорода до 13 %. Газообмен не учитывать.
13. Рассчитать массовый и объемный расход воздуха, необходимый для горения газового фонтана дебитом 30 млн. м3/сут., состоящего из СН4 – 80 %, СО2 – 10 %, H2S – 5 %, O2 – 5 % при температуре воздуха 27 С и давлении 105 кПа.

1.2. Расчет объема и состава продуктов горения

1. Определить объем и состав (% об.) продуктов горения 1 м3 этилена, пропилена, бутилена, если температура горения 1800 К, давление 98 000 Па. Построить график зависимости объема продуктов горения и содержания отдельных компонентов от молекулярной массы горючего.
2. Определить объем продуктов горения и содержание паров воды и кислорода при горении 1 кг гексана, гептана, октана, декана, если температура горения 1300 К, давление 10 1325 ГПа, коэффициент избытка 22 воздуха при горении 1,8. Построить график зависимости объема продуктов горения и содержания кислорода от молекулярной массы горючего.
3. Определить объем и состав продуктов горения 10 кг древесины состава C – 49 %, H – 6 %, O – 44 %, N – 1 %, если температура горения 1250 К, коэффициент избытка воздуха 1,6.
4. Сколько продуктов горения, приведенных к нормальным условиям, образуется в результате сгорания 25 м3 газовой смеси состава Н2 – 45 %, C4H10 – 20 %, CO – 5 %, NH3 – 15 %, O2 – 15 %, если горение протекало при коэффициенте избытка воздуха, равном 3,2?
5. Определить, сколько сырой нефти состава: С – 85 %, H – 10 %, S – 5 % выгорело в объеме 2500 м3, если содержание сернистого газа составило 2,5 м3. Рассчитать, при каком содержании кислорода наступило прекращение горения.
6. Через какое время содержание СО2 в помещении объемом 300 м3 в результате горения гексанола с поверхности 8 м2 составит 7 %? Массовая скорость выгорания гексана 0,06 кг/(м2?с).
7. Определить содержание SO2 (% об.) в объеме 1200 м3 на 0,5 м2 и 4 мин горения нефти состава: C – 82 %, H – 8 %, S – 10 %, если ее скорость выгорания с площади 5 м2 составила 0,4 кг/(м2?с). Построить график зависимости содержания сернистого газа от времени горения.
8. Определить объем выделившихся на 5-й мин после воспламенения продуктов горения газовой смеси состава: С2H2 – 30 %, H2 – 22 %, O2 – 15 %, H2S – 18 %, CO2 – 15 % и содержание двуокиси углерода, если коэффициент избытка воздуха – 1,5, температура горения 1300 К. Расход газа 5 м3/с, температура газа 295 К.
Расчет теплоты сгорания веществ
Определить низшую теплоту сгорания 1 м3 этана, пропана, бутана, пентана и гексана. Построить зависимость Qн от молекулярной массы горючего. Теплота образования горючих веществ: этана ? 88,4 кДж/моль, пропана ? 109,4 кДж/моль, бутана ? 232,4 кДж/моль, пентана ? 184,4 кДж/моль, гексана ? 211,2 кДж/моль.
2. Рассчитать теплоту сгорания 1 м3 ацетилено-воздушной смеси на нижнем и верхнем концентрационных пределах воспламенения, а также при стехиометрической концентрации. Концентрационные пределы воспламенения (КПВ) ацетилена равны 2,0-81,0 %.
Примечание. Построить график зависимости низшей теплоты сгорания от концентрации горючего в воздухе. При расчете теплоты сгорания смеси на ВКПВ необходимо учесть, что только часть горючего способна полностью окислиться в воздухе, остальное количество горючего не вступит в реакцию горения вследствие недостатка окислителя.
3. Определить низшую теплоту сгорания 1 кг древесины состава С – 49 %, Н – 8 %, O – 43 %. Какова удельная интенсивность тепловыделения на пожаре, если массовая скорость выгорания составляет 0,01 кг/(м2?с)?
4. Для условия предыдущей задачи определить изменение теплоты сгорания и удельной интенсивности тепловыделения при содержании влаги в древесине (сверх 100 %) в количестве 3, 5, 10 и 15 %. Скорость выгорания влажной древесины соответственно снизится до 0,009, 0,008, 0,006 и 0,005 кг/(м2?c). Построить график зависимости Qн и q от содержания влаги в горючем материале.
Примечание. Для решения задачи необходимо пересчитать состав древесины о учетом влаги таким образом, чтобы содержание всех компонентов равнялось 100%.
5. Определить интенсивность тепловыделения, кВт, при горении газовой смеси состава: СО – 15 %, С4H8 – 40 %, O2 – 20 %, Н2 –14 %, CO2 – 11 %, если скорость истечении 0,8 м3/с.

Задача 1. Определить количество взорвавшихся паров пропана, если после аварии отмечены разрушения на расстоянии 25 м от эпицентра взрыва.
Взрыв произошел в технологическом оборудовании.

Скачать(11.53 Кб) скачиваний261 раз(а)

Задача 2. Определить максимальное давление, при котором произойдет возможное разрушения металлического резервуара, при взрыве C4H10.

Скачать(22.99 Кб) скачиваний243 раз(а)

Создание качественных сайтов любой степени сложности RODC: Сайт создать | Создание сайтов | Сделать сайт | Продвижение сайтов | Раскрутка сайта | Дизайн сайтов
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100