Расчет температуры горения и взрыва
ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ по курсу “ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА” А.С.Андросов, Е.П. Салеев
Цена за расчет задач по вашим данным от 100р
1. Определить, как изменяется адиабатическая температура горения в гомологическом ряду предельных углеводородов (на примере метана, пропана, пентана и гептана). Построить график зависимости температуры горения от молекулярной массы горючего вещества.
2. Определить, как изменяется адиабатическая температура горения древесины состава: C – 49 %, H – 8 %, O – 43 %, если содержание влаги (сверх 100 %) cоставляет 0, 5, 15 %. Построить график зависимости температуры горения от влажности горючего.
Примечание. При решении задачи необходимо состав древесины пересчитать так, чтобы количество всех компонентов (в том числе и воды) составляло 100 %.
3. Определить, как изменится адиабатическая температура горения бензола в воздухе и окислительной среде, содержащей 25, 30, и 40% кислорода. Построить график зависимости температуры горения от содержания кислорода.
4. Рассчитать действительную температуру горения газовой смеси, состоящей из 45 % H2, 30 % C3H8, 15 % O2, 10 % N2, если потери тепла составили 30 % от QН, а коэффициент избытка воздуха при горении равен 1,8.
5. Определить количество сгоревшего антрацита (С = 100 %) в помещении объемом 180 м3, если среднеобъемная температура возросла с 305 до 625 К.
6. Рассчитать действительную температуру горения бутано-воздушной смеси стехиометрической концентрации на нижнем концентрационном пределе воспламенения (1,9 % бутана и 98,1 % воздуха), если потери тепла излучением составили 20 % от низшей теплоты сгорания.
7. Определить, как изменится температура горения ацетилена при разбавлении его азотом в количестве 10, 20, 30 %, если потери тепла излучением составляют 25 % от низшей теплоты сгорания, коэффициент избытка воздуха 1,2. Построить график зависимости температуры от содержания азота в ацетилене.
8. Определить время горения толуола, при котором температура в помещении объемом 400 м3 повысится с 295 до 375 К, если скорость его выгорания 0,015 кг/(м2?с), а площадь пожара 50 м2. При расчете пренебречь приращением объема продуктов горения над расходуемым воздухом.
Концентрационные пределы
распространения пламени (воспламенения)
1. По предельной теплоте сгорания определить, как изменится нижний концентрационный предел воспламенения в воздухе от положения предельных углеводородов (этан, пропан, бутан, гептан, гексан) в гомологическом ряду. Построить график зависимости НКПВ от молекулярной массы горючего.
2. По аппроксимационной формуле рассчитать, как изменяются концентрационные пределы жирных спиртов (метилового, этилового, гексилового, октилового) в воздухе. Построить график зависимости нижнего и верхнего пределов воспламенения от молекулярной массы горючего.
3. Определить концентрационные пределы восплеменения сероуглерода при атмосферном давлении, равном 99000 Па, если его температурные пределы составляют 223-299 К.
4. Рассчитать концентрационные пределы воспламенения бензола, если его температурные пределы составляют 259–283 К. Определить ошибку расчета.
5. Определить концентрационные пределы воспламенения парогазовой смеси, состоящей из 20 % этана, 60 % этилена 20 % паров этилового спирта.
6. Определить концентрационные пределы воспламенения в воздухе смеси паров, состоящей из 50 % бензола, 35 % толуола и 15 % фенола при увеличении температуры с 298 до 373 К.
7. Определить, образуется ли взрывоопасная концентрация при испарении в помещении объемом 220 м3 15 кг деканола, если температура 310 К, давление 110500 Па.
8. Определить, возможно ли образование взрывоопасной концентрации при температуре 298 К над поверхностью жидкой фазы, состоящей из 25 % уксуснометилового эфира, 40 % уксусного альдегида и 35 % амилового спирта.
9. Определить состав двухкомпонентой газовой смеси, cостоящей из паров аммиака и сероводорода, если известно, что ее нижний концентрационный предел воспламенения в воздухе составляет 5,8%.
10. Определить безопасную концентрацию кислорода при разбавлении паров уксуснопропилового эфира (?Hj0 = 513,7?103 кДж/моль) в воздухе двуокисью углерода, водяным паром и азотом. Объяснить причину различной флегматизирующей эффективности инертных газов.
Температурные показатели пожарной опасности
Расчет температурных пределов распространения пламени (воспламенения)
1. Определить температурные пределы воспламенения в гомологическом ряду жирных углеводородов: бутан, пентан, гексан, октан, температуры кипения которых соответственно равны 273,5, 309, 341,7, 398,7 К. Построить график изменения ТПВ от положения горючего в гомологическом ряду.
2. Сравнить температурные пределы воспламенения n-бутиловых эфиров муравьиной и уксусной кислот. На основании полученных данных сделать вывод от их сравнительной пожарной опасности. Температура ки-пения бутилформиата равна 379,8 К, а бутилацетата 399 К.
3. Определить температурные пределы воспламенения бутил- бензола по его концентрационным пределам. Значения последних рассчитать по аппроксимационной формуле.
4. По концентрационным пределам воспламенения, значения которых следует установить по аппроксимационной формуле, определить температурные пределы воспламенения ацетона и метиэтилкетона. По результатам расчета сделать вывод о сравнительной пожарной опасности этих веществ.
Расчет температур вспышки и воспламенения
1. По формуле В.И. Блинова определить температуру вспышки в открытом сосуде уксусно-метилового эфира.
2. По формуле В.И. Блинова рассчитать температуру воспламенения бензола.
3. По формуле Элея рассчитать температуру вспышки 2-метилгексана (tКИП = 90,1 оС).
4. Рассчитать температуру вспышки в закрытом тигле стирола (С8Н8) по формулам В.И. Блинова и Элея. Оценить точность расчета, если ТВС стирола по справочным данным равна 303 К.
5. Определить температуру вспышки в закрытом тигле акриловой кислоты по формулам В.И. Блинова и Элея.
Расчет стандартной температуры самовоспламенения
1. Рассчитать температуру самовоспламенения нормального бутилового спирта, вторичного бутилового спирта и третичного бутилового спирта. Сделать вывод о влиянии разветвления углеродной цепи на температуру самовоспламенения.
2. Определить температуру самовоспламенения этана, бутана, гексана, декана. Построить график зависимости температуры самовоспламенения от их положения в гомологическом ряду.
3. Определить температуру самовоспламенения веществ: 2-метил-4-изопропилгептана и 2-метил-4-изопропилгептанола. Сделать вывод о сравнительной пожарной опасности предельных углеводородов и предельных одноатомных спиртов.
4. Рассчитать температуру самовоспламенения веществ: толуола и 1,4-диизопропилбензола и сделать вывод о влиянии длины боковой цепи на сравнительную пожарную опасность ароматических соединений.
5. Рассчитать температуру самовоспламенения октана, октанола-1 и этилбензола и сделать вывод о влиянии строения вещества на их сравнительную пожарную опасность.
ПАРАМЕТРЫ ВЗРЫВА ПАРОГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
Расчет максимального давления взрыва
1. Определить тротиловый эквивалент аварийного взрыва облака из смеси паров ацетона с воздухом и безопасное расстояние по действию ударной волны взрыва. Концентрация паров горючего в смеси 0,2 кг/м3. Объем облака 2500 м3.
2. Определить количество взорвавшихся паров бензола, если после аварии отмечены разрушения на расстоянии 100 м от эпицентра взрыва. Взрыв произошел в помещении.
3. Определить возможность разрушения металлического резервуара, рассчитанного на давление 5?105 Па, при взрыве паров толуола.