Файл: Теоретические основы процессов горения и тушения курсовая работа исследование пожаровзрывоопасности горючих жидкостей на примере пропилбензола.docx
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 412
Скачиваний: 35
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРЕНИЯ
3.2 Теоретический и практический расход воздуха на горение
3.3. Объем и состав продуктов полного сгорания
3.5 Стехиометрическая концентрация в паровоздушной смеси
3.6 Расчет температуры горения
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
4.3 Температура самовоспламенения
4.4 Концентрационные пределы распространения пламени
4.5 Температурные пределы распространения пламени
4.6 Нормальная скорость распространения пламени
4.7 Критический диаметр огнегасящего канала и безопасного экспериментального максимального зазора
4.8 Минимальная энергия зажигания
4.11 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода
4.12 Максимальное давление взрыва
ВКПР каждого компонента в % об. соответственно.
РассчитаемКПРсмесигазовпоследующегосостава:угарныйгазСО–10 %;водородН2 –60 %;пропилбензола
–30%.
1.Определяем НКПР и ВКПР каждого горючего компонента:
2.Определяем НКПР и ВКПР для смеси газов:
.
.
Нижним (НТПР) или верхним (ВТПР) температурным пределом распространения пламени называется температура жидкости, при которой концентрация паров над ее поверхностью равна соответствующему концентрационному пределу.
Расчет температурных пределов распространения пламени основывается на нахождении таких температур жидкости, при которых концентрация насыщенных паров соответствует нижнему (НКПР) и верхнему (ВКПР) концентрационным пределам распространения пламени.
Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то значение нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени (
) в °С вычисляют по соответствующему значению концентрационного предела распространения пламени (
) по формуле:
А, В, СА — константы уравнения Антуана;
— атмосферное давление, кПа.
Вычислим температурные пределы распространения пламени пропилбензола:
1.Запишем уравнение реакции горения пропилбензола:
C9H12 +12(О₂ + 3,76 N₂) = 9СО₂ +6Н₂О + 12· 3,76 N₂
β=12
2. Определяем НКПР:
НКПР(
= 
=0,91 %;
3. Определяем ВКПР:
ВКПР( = 
=6,34 %
4.Константы уравнения Антуана:
А=6,29713, В=1627,827, С=220,499.
5.НТПР:
6.ВТПР:
Если неизвестна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то для веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N значение нижнего или верхнего температурного предела (tп) вычисляют по формуле, аналогичной формулам для расчета температуры вспышки и температуры воспламенения, но со своими коэффициентами.
– размерный коэффициент, равный -62,46
для нижнего и -41,43 для верхнего пределов;
- безразмерный коэффициент, равный 0,655 для нижнего и 0,723 для верхних пределов;
– температура кипения исследуемой жидкости, ;
– эмпирические коэффициенты;
– количество химических связей всегда j в молекуле исследуемой жидкости.
Таблица 11 – Эмпирические коэффициенты для расчета
температурных пределов распространения пламени
Вычислим температурные пределы распространения пламени пропилбензола:
1.Запишем структурную формулу (
2.Определим виды и количество связей:
3.Определим НТПР:
4.Определим ВТПР:
Нормальная скорость распространения пламени—скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.
Максимальная нормальная скорость горения Su – максимальная линейная скорость распространения фронта пламени в газовых смесях, определяемая в специальных условиях.
m j - число структурных групп j-го вида в молекуле;
h j - коэффициент, соответствующий j-й структурной группе;
nC – число атомов углерода в молекуле;
1 - показатель степени, равный двум;
???????????? – значение нормальной скорости горения для алканов, равное 0,40м/с.
Таблица 12 – Коэффициенты для расчета нормальной скорости распространения пламени
РассчитаемКПРсмесигазовпоследующегосостава:угарныйгазСО–10 %;водородН2 –60 %;пропилбензола
–30%.1.Определяем НКПР и ВКПР каждого горючего компонента:
| для угарного газа | н = 12 %; | в = 74 % |
| для водорода | н = 4 %; | в = 75 % |
| для пропилбензола | н = 0,91 %; | в = 6,34 % |
| | | |
2.Определяем НКПР и ВКПР для смеси газов:
. .4.5 Температурные пределы распространения пламени
Нижним (НТПР) или верхним (ВТПР) температурным пределом распространения пламени называется температура жидкости, при которой концентрация паров над ее поверхностью равна соответствующему концентрационному пределу.
Расчет температурных пределов распространения пламени основывается на нахождении таких температур жидкости, при которых концентрация насыщенных паров соответствует нижнему (НКПР) и верхнему (ВКПР) концентрационным пределам распространения пламени.
4.5.1 Расчет температурных пределов распространения пламени по известной зависимости давления насыщенного пара от температуры
Если известна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то значение нижнего или верхнего температурного предела распространения пламени (
) в °С вычисляют по соответствующему значению концентрационного предела распространения пламени ( ) по формуле: А, В, СА — константы уравнения Антуана;
— атмосферное давление, кПа.Вычислим температурные пределы распространения пламени пропилбензола:
1.Запишем уравнение реакции горения пропилбензола:
C9H12 +12(О₂ + 3,76 N₂) = 9СО₂ +6Н₂О + 12· 3,76 N₂
β=12
2. Определяем НКПР:
НКПР(
= =0,91 %;3. Определяем ВКПР:
ВКПР(
=
=6,34 %
4.Константы уравнения Антуана:
А=6,29713, В=1627,827, С=220,499.
5.НТПР:
6.ВТПР:
4.5.2 Расчет температурных пределов распространения пламени для веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N
Если неизвестна зависимость давления насыщенного пара от температуры, то для веществ, состоящих из атомов С, Н, О, N значение нижнего или верхнего температурного предела (tп) вычисляют по формуле, аналогичной формулам для расчета температуры вспышки и температуры воспламенения, но со своими коэффициентами.
– размерный коэффициент, равный -62,46 для нижнего и -41,43 для верхнего пределов; - безразмерный коэффициент, равный 0,655 для нижнего и 0,723 для верхних пределов; – температура кипения исследуемой жидкости, ; – эмпирические коэффициенты; – количество химических связей всегда j в молекуле исследуемой жидкости.Таблица 11 – Эмпирические коэффициенты для расчета
температурных пределов распространения пламени
| Вид структурной группы | aj, C | Вид структурной группы | aj, C | ||||
| tн | tв | tн | tв | ||||
| С—С | 0,909 | 1,158 | C—N | 2,87 | 0,096 | ||
| С=С | 2,66 | 4,64 | N—H | 6,53 | 6,152 | ||
| С—Н | 0,009 | 0,570 | О—Н | 19,75 | 17,80 | ||
| С—О | 0,110 | 1,267 | | 4,40 | 4,60 | ||
| С=O | 5,57 | 5,86 | | | | ||
Вычислим температурные пределы распространения пламени пропилбензола:
1.Запишем структурную формулу (
2.Определим виды и количество связей:
3.Определим НТПР:
4.Определим ВТПР:
4.6 Нормальная скорость распространения пламени
Нормальная скорость распространения пламени—скорость перемещения фронта пламени относительно несгоревшего газа в направлении, перпендикулярном к его поверхности.
Максимальная нормальная скорость горения Su – максимальная линейная скорость распространения фронта пламени в газовых смесях, определяемая в специальных условиях.
m j - число структурных групп j-го вида в молекуле;
h j - коэффициент, соответствующий j-й структурной группе;
nC – число атомов углерода в молекуле;
1 - показатель степени, равный двум;
???????????? – значение нормальной скорости горения для алканов, равное 0,40м/с.
Таблица 12 – Коэффициенты для расчета нормальной скорости распространения пламени
| Структурная группа | hj, м/с | Структурная группа | hj, м/с |
| С=С | 1,14 | СО | 0,42 |
| С≡С | 3,34 | СОО | 0,64 |
| ОН | 0,15 | О | 0,45 |
| NH2 , NH, N< | 0,5 |  | 0,84 |
| Cl* (для соединений, содержащих атом Cl в молекуле) | 1,21 | С – С О | 2,5 |
| CHO | 0,75 | Неароматический цикл | 0,45 |