Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Расчёт теплоты и температуры взрыва




Теплота взрыва, как и низшая теплота сгорания вещества, равна тепловому эффекту химической реакции полного окисления этого вещества. Тепловой эффект химической реакции можно рассчитать, воспользовавшись законом Гесса.

Запишем уравнения химических реакций полного окисления компонентов горючей смеси:

СО + 0,502 → СО2

С2Н6 + 3,502 → 2С02 + 3Н20

С5Н12 + 802 → 5СО2 + 6Н20

Согласно Закону Гесса тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплоты образования продуктов реакции и суммой теплоты образования исходных веществ. Напомним, что теплоты образования простых веществ, таких как 02, N2, Н2, т.е. веществ, состоящих из атомов одного и того же элемента, приняты равными нулю.

В соответствии с этим теплоты взрыва СО2, С2Н6 и С5Н12 будут равны:

△Hсо2 - △НСО

2△Нсо2 + 3△HH2O - △НС2Н6

5 △НСО2 + 6△НH2O - △HC5HI2

где △Hi - теплота образования i-го вещества.

Значения теплоты образования некоторых веществ приведены в таблице 1 приложения.

Подставляя значения △Н в уравнения для расчёта Qвзр, имеем:

396,6 - 112,7 = 283,9 кДж/моль

2 · 396,6 + 3 · 242,2 - 88,4 = 143l кДж/моль

5 · 396,6 + 6 · 242,2 -184,4 = 3251 кДж/моль.

Теплота взрыва 1 моля смеси горючих газов будет равна:

= + * + * =

283,9 · 0,75 +1431,4 · 0,2 + 3251,8 · 0,05 = 661,8 кДж/моль.

Расчёт температуры взрыва проводят методом последовательных приближений.

Температура взрыва зависит от содержания горючего вещества в газо-воздушной смеси, поэтому её значение необходимо рассчитать для всех выбранных концентраций горючего.

Для примера приведём расчёт Твзр для смеси с концентрацией горючего вещества, равной НКПР.

Для начала определим среднее значение внутренней энергии, которую будет иметь 1 моль продуктов после взрыва. Для этого всю выделившуюся при взрыве теплоту разделим на количество молей продуктов взрыва:

Uср = = = 41 кДж/моль.

По зависимости внутренней энергии продуктов горения от температуры (таблица II приложения) выберем, ориентируясь на азот (его больше всего в продуктах горения), первое значение температуры взрыва Т1=1600оС. При этой температуре полная внутренняя энергия продуктов взрыва составит:

U1 = UCO2 · n CO2 + UH2O · n H2O + UN2 · nN2 + Uвозд∙ △nв

Из таблицы II приложения выберем значения внутренней энергии для СО 2, Н 20, N2 и воздуха при Т1 и рассчитаем величину UI.

UI = 71,3 · 1,4 + 54,0 · 0,9 + 39,1·5,55 + 39,5 · 8,28 = 692,5 кДж/моль.

Мы получили, что UI > , т.е. при Т1=1600оС внутренняя энергия продуктов взрыва больше, чем то тепло, которое выделилось при взрыве. Это означает, что температура взрыва ниже, чем 1600оС. Выберем следующую температуру Т2=1500оС и рассчитаем, какое количество внутренней энергии продукты горения содержат при температуре 1500оС.

U2 = 66, 1 · 1, 4 + 49, 8 · 0, 9 + 36, 3 · 5, 55 + 36, 7 · 8, 28 = 642, 7 кДж/моль.

Теперь U2 < , т.е. внутренняя энергия уже меньше, чем количество теплоты, выделившейся при взрыве. Из этого можно сделать вывод, что температура взрыва, которую мы ищем, находится между 1600оС и 1500оС. Найдём её значение линейной интерполяцией между Т1 и Т2.

Твзр = Т2 + (Т1 –Т2 ) ∙ (Qвзр - U2) / (U1 – U2 ) = 1500 + (1600 - 1500) ∙ (661,8 - 642,7) / (692,5 - 642,7)= 1538° C = 1811 К.

Аналогично рассчитываем значения температуры взрыва для других концентраций горючего вещества. Результаты расчётов сводим в таблицу 1.2.

  Таблица 1.2 – Результаты расчета температуры взрыва  
φ г, % об. 6,14 7,37 8,60 10,0 12,5
T взр, К

 




Читайте также:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2109)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.004 сек.)