Файл: Теоретические основы процессов горения и тушения курсовая работа исследование пожаровзрывоопасности горючих жидкостей на примере пропилбензола.docx

МЧС РОССИИ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ —

ФИЛИАЛ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ГПС МЧС РОССИИ

__________________________________________________________________

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ И ТУШЕНИЯ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ НА ПРИМЕРЕ ПРОПИЛБЕНЗОЛА

Олзобоев Аюр Баторович

Зачётная книжка № 427

Вариант № 18

Группа №22 2 курс

Марченко Юрий Валерьевич

Владивосток

2023

Содержание

Введение 4

Исходные данные 5

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ 6

3.1Характер свечения пламени 6

3.2 Теоретический и практический расход воздуха на горение 6

3.2.1 Горючее-индивидуальное химическое соединение 7

3.3. Объем и состав продуктов полного сгорания 9

3.3.1 Горючее – индивидуальное химическое соединение 9

3.4 Низшая теплота горения 11

3.5 Стехиометрическая концентрация в паровоздушной смеси 12

3.6 Расчет температуры горения 13

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ 17

4.1 Температура вспышки 17

4.1.1 Расчёт температуры вспышки 18

4.1.2 Расчёт температуры вспышки для некоторых классов соединений 19

4.1.3 Расчёт температуры вспышки по формуле Блинова 20

4.2 Температура воспламенения 23

4.2.1 Расчёт температуры воспламенения жидкости 23

4.2.2 Расчёт температуры воспламенения алифатических спиртов и сложных эфиров 24

4.2.3 Расчёт температуры воспламенения по формуле Блинова 24

4.3 Температура самовоспламенения 27

4.4 Концентрационные пределы распространения пламени 28

4.4.1 Расчёт КПР по аппроксимационной формуле 29

4.4.2 Расчет КПР по известной теплоте образования 30

4.4.3 Расчёт концентрационных пределов распространения пламени для смесей газов 31

4.5 Температурные пределы распространения пламени 32

4.5.1 Расчет температурных пределов распространения пламени по известной зависимости давления насыщенного пара от температуры 32

4.5.2 Расчет температурных пределов распространения пламени для веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N 33

4.6 Нормальная скорость распространения пламени 35

4.7 Критический диаметр огнегасящего канала и безопасного экспериментального максимального зазора 36

4.8 Минимальная энергия зажигания 38

4.8.1 Способ №1 38

4.8.2 Способ №2 39

4.8.3 Способ №3 39

4.9 Способность гореть и взрываться при взаимодействии с водой, кислородом и другими веществами 41

4.10. Минимальная флегматизирующая концентрация м флегматизатора и минимальное взрывоопасное содержание кислорода 41

4.10.1 Минимальная флегматизирующая концентрация газовых средств пожаротушения С_МФК, % (об) 43

4.10.2 Концентрация горючего в смеси (в %) соответствующей по составу точке флегматизации 45

4.11 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода 46

4.11.1 Расчет минимальной огнетушащей концентрации газовых средств пожаротушения (С_МОК, %(об)) 47

4.12 Максимальное давление взрыва 48

Выводы и рекомендации 49

Смеси паров пропилбензола с воздухом взрывоопасны. Температура вспышки паров 38 °C. Температура самовоспламенения 464 °C. 49

Пропилбензол образует взрывоопасный пероксид при длительном контакте с воздухом. Поэтому перед перегонкой или ректификацией во избежание взрыва необходимо проверить вещество на содержание пероксидов. 49

При работе с пропилбензолом следует соблюдать все меры предосторожности при работе с огнеопасными и токсичными органическими веществами. 49

Кумол относится к малоопасным веществам (Класс опасности 4). Вызывает общетоксическое действие, является наркотиком. 49

Пропилбензол при попадании на кожу в глаза и на слизистые вызывает раздражение, также пары раздражают дыхательные пути. В высоких концентрациях пропилбензол вредно воздействует на печень. 49

Вдыхание воздуха с высокой концентрацией паров пропилбензола вызывает наркотический эффект, головную боль, головокружение и ухудшение самочувствия. 49

Предельно допустимая концентрация в рабочей зоне 50 мг/м³. 49

Список литературы 50

Введение

Пропи́лбензо́л, н-пропилбензол (C₉H₁₂) — органическое химическое соединение класса ароматических углеводородов. При нормальных условиях бесцветная жидкость. Характерными чертами его являются большая устойчивость бензольного ядра и особая склонность к реакциям замещения, а не присоединения.

Пропилбензол можно получить по реакции Фриделя-Крафтса, бензола с первичным галогенпроизводным пропана но с низким (30% - 36%) выходом. При этом образующийся в ходе реакции первичный карбкатион перегруппировывается в более устойчивый вторичный.

Н-пропилбензол применяется в различных органических синтезах для получения производных, ацетона, фенолов; в производстве пластмасс, резин и каучуков. Может использоваться в качестве растворителя красок и лаков, добавки в топлива.

Является изомером кумола. Применяется в качестве добавки к моторным топливам для повышения октанового числа, в органическом синтезе для получения ацетона и фенола и в качестве растворителя. Неагрессивен по отношению к алюминию, нержавеющим сталям. Токсичен.

Исходные данные

Вещество: Пропилбензол.

Химическая формула: C₉H₁₂.

Температура кипения: 159,2⁰С.

Остаточное содержание кислорода в ПГ 15,2%

Константы уравнения Антуана: А=6,29713, В=1627,827, С=220,499.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ

Характер свечения пламени

Таблица 1. Характер свечения пламени в зависимости от (С) и (Н).

Содержание углерода в горючем веществе,  (С) %	Содержание кислорода в горючем веществе, (О) %	Характер свечения пламени
< 50	> 30	пламя бесцветное или голубоватое
< 75	отсутствует или < 30	пламя яркое, не коптящее
> 75	отсутствует или < 25	пламя яркое, коптящее

Определим характер свечения пламени пропилбензола.

Массовые доли углерода и кислорода в молекуле пропилбензола составляют:

Мr (

= 9*12+1*12=120

 (С) =

=90 %;

Массовая доля углерода >75%, а кислорода в данном элементе нет, следовательно, пламя при горении пропилбензола яркое, коптящее.

3.2 Теоретический и практический расход воздуха на горение

Алгоритм расчета теоретического количества воздуха зависит от агрегатного состояния вещества и его химической природы. Для удобства вычислений горючие вещества подразделяют на три основные группы:

индивидуальные химические соединения с известной химической формулой;
конденсированные горючие вещества неизвестного химического строения, но с известным элементным составом;
смесь газов или паров.

3.2.1 Горючее-индивидуальное химическое соединение

В этом случае теоретическое количество воздуха V_в° определяется непосредственно из уравнения материального баланса с помощью известного следствия из закона Авогадро.

Определим расчет теоретического количества воздуханагорение пропилбензола:

1.Уравнение реакции горения пропилбензола в воздухе:

C₉H₁₂ +12(О₂ + 3,76 N₂) = 9СО₂ +6Н₂О + 12· 3,76 N₂

2.По уравнению на 1 кмоль пропилбензола расходуется (12 + 12*3,76) = 57,12 кмоля воздуха, значит, V_в° =57,12

. Известно, что 1 кмоль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4

, поэтому необходимый объем

воздуха на 1 кмоль пропилбензола будет равен:

22,4*57,12 = 1279,488

.

3.Молекулярная масса пропилбензола:

Мr (

= 9*12+1*12=120

,т.е. масса 1 кмоль равна 120 кг.

4. 1 кг пропилбензола:

=10,66

.

Таблица 2 - Теоретический расход воздуха на горение пропилбензола

Параметр	Размерность
Параметр	моль/кмоль	м³ /м³	м³/кмоль	м³/кг
пропилбензола	57,12	57,12	1279,488	10,66

В общем виде ход приведенных вычислений можно записать с помощью простых формул:

где β - стехиометрический коэффициент воздуха (кислорода) в уравнении материального баланса.

.

где Мr - молекулярная (атомная) масса горючего, кг/кмоль.

Если нужно привести теоретический объем воздуха к условиям, отличным от нормальных, то используется известная формула объединенного газового закона: