Файл: Курсовая работа физикохимические основы развития и тушения пожаров.docx
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 269
Скачиваний: 9
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(CO2) = -393,65 кДж/моль;
(H2O) = -241,91 кДж/моль.
Следует иметь в виду, что существует две шкалы тепловых эффектов. В термодинамической шкале экзотермическому процессу соответствует знак минус, эндотермическому — знак плюс. [1] В термохимической шкале знаки изменяются на противоположные. В справочной литературе используется в основном термодинамическая шкала. Значения стандартных энтальпий образования веществ нужно подставлять в уравнение с обратным знаком.
(CH4) = · (CO2) + · (H2O) - · (CH4) =
=1·393,65+2·247,91-1·74,85=801,62 (кДж/моль)
Переведем полученное значение в Дж/м3
(CH4) = = 32719183,7 (Дж/м3) 3,3·107 (Дж/м3)
Составляем уравнение реакции горения пентана в воздухе:
1 C5H12 + 12(O2 +3,76 N2) 1СО2 + 2H2O + 12·3,76N2
По уравнению реакции находим, что при сгорании моль сероводорода выделяется 1 моль оксида углерода и 2 моль воды
= 1; = 1; = 2;
Определяем по таблице 1 приложения 3 значения стандартных теплот образования горючего вещества и продуктов горения, учитывая при этом, что теплоты образования простых веществ (О2, N2) равны нулю.
(C5H12) = -146,49 кДж/моль;
(СО2) = -393,65 кДж/моль;
(H2O) = -241,91 кДж/моль.
(C5H12) = · (СО2) + · (H2O) - · (C5H12) =
=1·393,65+2·247,91-1·146,49=742,98 (кДж/моль)
Переведем полученное значение в Дж/м3
(C5H12) = = 30325714,2 (Дж/м3) 3,0·107 (Дж/м3)
Далее рассчитаем объемную низшую теплоту сгорания смеси заданных газов
(Дж/м3)
Следующим действием будем рассчитывать дебит фонтана по формуле (1.4)
, млн. м3/сутки
Переводим полученное значение в м3/ ч:
м3/ ч
Теперь рассчитываем теплоту пожара по формуле (1.7)
Дж/ч.
Рассчитываем безопасное расстояние от устья фонтана, на котором личный состав может вести работу без дополнительных средств защиты от теплового излучения по формуле (1.9)
м
По условию задачи потери тепла излучения составляют 10%, следовательно, коэффициент потерь тепла излучением η= 0,10
Переведем значение дебита фонтана:
м3/ с
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 10 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 20 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 40 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 60 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 80 м:
кВт/м2
Постоим график зависимости = ƒ(L):
Из графика делаем выводы:
Определяем теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана по формуле (2.1):
(л/с) (2.1)
Таким образом, безопасное расстояние размещения личного состава на пожаре газового фонтана составляет 70,2 м; расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде и в касках с защитными щитками без специального теплозащитного снаряжения равно 80 м от устья скважины, расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу в течение не более 5 минут в специальном теплозащитном снаряжении под защитой распыленных водяных струй составляет 60 м от устья скважины; теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана составляет 71,13 л/с.
Заключение
Таким образом, исходя из проделанной работы мы определили границы зоны теплового воздействия факела пламени компактного вертикального газового фонтана в безветренную погоду, на которых личный состав может вести работу без дополнительных средств защиты от теплового излучения, дали обоснованное заключение о необходимости применения специального теплозащитного снаряжения при тушении данного газового фонтана, на расстоянии от места нахождения пожарных до устья скважины и определили теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана.
Безопасное расстояние размещения личного состава на пожаре газового фонтана составляет 70,2 м; расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде и в касках с защитными щитками без специального теплозащитного снаряжения равно 80 м от устья скважины, расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу в течение не более 5 минут в специальном теплозащитном снаряжении под защитой распыленных водяных струй составляет 60 м от устья скважины; теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана составляет 71,13 л/с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Список используемой литературы
(H2O) = -241,91 кДж/моль.
Следует иметь в виду, что существует две шкалы тепловых эффектов. В термодинамической шкале экзотермическому процессу соответствует знак минус, эндотермическому — знак плюс. [1] В термохимической шкале знаки изменяются на противоположные. В справочной литературе используется в основном термодинамическая шкала. Значения стандартных энтальпий образования веществ нужно подставлять в уравнение с обратным знаком.
(CH4) = · (CO2) + · (H2O) - · (CH4) =
=1·393,65+2·247,91-1·74,85=801,62 (кДж/моль)
Переведем полученное значение в Дж/м3
(CH4) = = 32719183,7 (Дж/м3) 3,3·107 (Дж/м3)
Составляем уравнение реакции горения пентана в воздухе:
1 C5H12 + 12(O2 +3,76 N2) 1СО2 + 2H2O + 12·3,76N2
По уравнению реакции находим, что при сгорании моль сероводорода выделяется 1 моль оксида углерода и 2 моль воды
= 1; = 1; = 2;
Определяем по таблице 1 приложения 3 значения стандартных теплот образования горючего вещества и продуктов горения, учитывая при этом, что теплоты образования простых веществ (О2, N2) равны нулю.
(C5H12) = -146,49 кДж/моль;
(СО2) = -393,65 кДж/моль;
(H2O) = -241,91 кДж/моль.
(C5H12) = · (СО2) + · (H2O) - · (C5H12) =
=1·393,65+2·247,91-1·146,49=742,98 (кДж/моль)
Переведем полученное значение в Дж/м3
(C5H12) = = 30325714,2 (Дж/м3) 3,0·107 (Дж/м3)
Далее рассчитаем объемную низшую теплоту сгорания смеси заданных газов
(Дж/м3)
Следующим действием будем рассчитывать дебит фонтана по формуле (1.4)
, млн. м3/сутки
Переводим полученное значение в м3/ ч:
м3/ ч
Теперь рассчитываем теплоту пожара по формуле (1.7)
Дж/ч.
Рассчитываем безопасное расстояние от устья фонтана, на котором личный состав может вести работу без дополнительных средств защиты от теплового излучения по формуле (1.9)
м
По условию задачи потери тепла излучения составляют 10%, следовательно, коэффициент потерь тепла излучением η= 0,10
Переведем значение дебита фонтана:
м3/ с
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 10 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 20 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 40 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 60 м:
кВт/м2
Проведем расчет величины облученности от факела горящего фонтана на расстоянии 80 м:
кВт/м2
Постоим график зависимости = ƒ(L):
Из графика делаем выводы:
-
расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде и в касках с защитными щитками без специального теплозащитного снаряжения равно 70,2 м от устья скважины. -
расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу в течение не более 5 минут в специальном теплозащитном снаряжении под защитой распыленных водяных струй 60 м от устья скважины.
Определяем теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана по формуле (2.1):
(л/с) (2.1)
Таким образом, безопасное расстояние размещения личного состава на пожаре газового фонтана составляет 70,2 м; расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде и в касках с защитными щитками без специального теплозащитного снаряжения равно 80 м от устья скважины, расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу в течение не более 5 минут в специальном теплозащитном снаряжении под защитой распыленных водяных струй составляет 60 м от устья скважины; теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана составляет 71,13 л/с.
Заключение
Таким образом, исходя из проделанной работы мы определили границы зоны теплового воздействия факела пламени компактного вертикального газового фонтана в безветренную погоду, на которых личный состав может вести работу без дополнительных средств защиты от теплового излучения, дали обоснованное заключение о необходимости применения специального теплозащитного снаряжения при тушении данного газового фонтана, на расстоянии от места нахождения пожарных до устья скважины и определили теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана.
Безопасное расстояние размещения личного состава на пожаре газового фонтана составляет 70,2 м; расстояние, на котором личный состав может работать длительное время в боевой одежде и в касках с защитными щитками без специального теплозащитного снаряжения равно 80 м от устья скважины, расстояние, на котором личный состав может вести боевую работу в течение не более 5 минут в специальном теплозащитном снаряжении под защитой распыленных водяных струй составляет 60 м от устья скважины; теоретический секундный расход воды для прекращения пламенного горения газового фонтана составляет 71,13 л/с.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Список используемой литературы
-
Ахметов Д.Г., Луговцов Б.А. Вихрепорошковый способ тушения пожаров на фонтанирующих газонефтяных скважинах / Тр. школы семинара "Физика нефтяного пласта" 2002. С. 7-14 -
Батов Д.В., Молчалова Т.А., «Учебно-методическое пособие по дисциплине «Физико-химические основы РиТП», г. Иваново, 2017г. -
Баратов А.Н. Горение - пожар - взрыв - безопасность. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003. – 363 с. -
Корольченко А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов, и средства их тушения. / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. Справочник: в 2-х ч. - М.: Асс. «Пожнаука», 2004. - Ч.I. - 713 с., - Ч.II. - 774 с -
Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. - С.Пб.: Изд-во «Иван Федоров», 2002. - 240 с -
Марков В.Ф., Маскаев Л.Н., Миронов М.П., Пазникова С.Н. Физико-химические основы развития и тушения пожаров: Учебное пособие для курсантов, студентов слушателей образовательных учреждений МЧС России /Под ред.В.Ф. Маркова. Екатеринбург: УрО РАН. 2009. - 274 с -
Положение о единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, утвержденному постановлением Правительства Российской Федерации от 23 октября 2021 г. № 1817