Материальный и тепловой балансы процессов горения
ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ по курсу “ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА” А.С.Андросов, Е.П. Салеев
Расчет материальных и тепловых балансов по теории горения от 300р
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 задачу 1
(11.53 Кб) скачиваний1008 раз(а)
Задача 2. Определить максимальное давление, при котором произойдет возможное разрушения металлического резервуара, при взрыве C4H10.
Скачать задачу 2
(22.99 Кб) скачиваний914 раз(а)