От концентрации горючего вещества
Теория горения и взрыва
Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и выполнению контрольной работы № 2
Уфа
Изучение курса «Теория горения и взрыва», помимо лекций и лабораторных работ, предполагает расчет параметров взрыва, таких как максимальное давление взрыва, температура взрыва и изучение их зависимости от концентрации горючего вещества. Пособие составлено в соответствии с рабочей программой дисциплины «Теория горения и взрыва» и предназначено для студентов направления 280700 «Техносферная безопасность» профилей подготовки «Пожарная безопасность», «Безопасность технологических процессов и производств» и «Защита в чрезвычайных ситуациях» (БПБ, ББП, БЧС, БПБз, ББПз).
Составитель: Байбазарова Р.Р., доцент
Рецензенты: Бакиров И.К., к.т.н., доцент каф. ППБ УГНТУ Краснов А.В., к.т.н., преподаватель каф. ППБ УГНТУ
© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2015
СОДЕРЖАНИЕ 1. Параметры взрыва и их зависимость от концентрации 4 горючего вещества 2. Задание для выполнения контрольной работы 6 3. Варианты заданий 7 4. Расчет температуры взрыва 8 5. Расчет объема продуктов горения 8 6. Расчет теплоты и температуры взрыва 12 7. Расчет давления взрыва при различных концентрациях 14 Приложение 18 Список литературы 19
Параметры взрыва и их зависимость от концентрации горючего вещества Одним из важнейших показателей пожарной опасности веществ и материалов является максимальное давление взрыва. Максимальное давление взрыва - это наибольшее избыточное давление, возникающее при дефлаграционном сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси в замкнутом сосуде при начальном давлении 101,3 кПа. Сущность экспериментального метода определения максимального давления взрыва заключается в зажигании газо-, паро- и пылевоздушной смеси заданного состава в объёме реакционного сосуда и регистрации избыточного развивающегося при воспламенении горючей смеси давления. Изменяя концентрацию горючего в смеси, выявляют максимальное значение давления взрыва. Если экспериментальное значение максимального давления взрыва неизвестно, его значение рассчитывают теоретически, исходя из положения, что давление в газовой смеси заданного объема определяется числом молей вещества и его температурой (уравнение Менделеева-Клапейрона) P = при = const давление в замкнутой системе будет изменяться в соответствии с уравнением Откуда уравнение для расчёта давления взрыва газо-воздушной смеси: где Р0 и T0 - начальные значения давления и температуры; Твзр - температура взрыва; nпг и nгс - число молей продуктов горения и исходной горючей смеси. Изменение числа молей в ходе химического превращения либо незначительно, либо вовсе не происходит как, например, при сгорании метана, поэтому давление взрыва главным образом зависит от температуры взрыва. Температура взрыва - максимальная температура, до которой нагреваются продукты химических реакций, протекающих при взрыве. Температура горения и температура взрыва зависят от концентрации горючего вещества в паровоздушной смеси. Их расчётные значения будут минимальными на нижнем и верхнем концентрационных пределах распространения пламени и будут расти при приближении смеси к стехиометрическому составу. Таким же образом выглядит и зависимость давления взрыва от концентрации горючего вещества в газо-воздушной смеси. Расчёт максимального давления взрыва по ГОСТ 12.1.004-89 проводят для стехиометрической смеси, принимая, что температура взрыва такой смеси максимальна. где - температура взрыва стехиометрической смеси. Для построения зависимости давления взрыва от концентрации горючего вещества необходимо рассчитать температуру взрыва при нескольких значениях его концентрации. Температура взрыва бедных и стехиометрической смесей рассчитывается достаточно просто. При сгорании таких смесей продуктами горения в основном являются СО2, Н2О, N2 и О2, термической диссоциацией которых при нагревании можно пренебречь. В богатых смесях в избытке находится горючее вещество. Большинство горючих веществ даже при относительно невысоких температурах подвергается пиролизу. Например, большинство углеводородов подвергаются термическому разложению с образованием различных продуктов уже при температуре 300 ÷ 400оС. Учесть вклад этих процессов на общее тепловыделение достаточно сложно. Поэтому при расчёте давления взрыва обычно ограничиваются бедными и стехиометрическими газо-воздушными смесями. Температуру взрыва находят методом последовательных приближений по известной зависимости внутренней энергии продуктов взрыва от температуры. В бедных смесях, где коэффициент избытка воздуха а > 1, часть выделившейся теплоты расходуется на нагрев избытка воздуха, поэтому при уменьшении концентрации горючего вещества от стехиометрической до НКПР, температура и соответственно давление взрыва будут снижаться. Для построения зависимости Твзр и Рвзр от φг в области от φн до φстех можно задаться несколькими значениями концентраций горючего вещества, например, равными: φн ; 1,2 φн; 1,4φн; 0,8 φстех; φстех и для этих пяти значений рассчитать температуру и давление.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (870)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |