Значения коэффициентов “а” и “b” для расчета концентрационных пределов распространения пламени

КПР	а	B
НКПР	8,684	4,679
ВКПР
 7,5	1,550	0,560
 7,5	0,768	6,554

1. Составляем уравнение реакции горения пропана.

С₃Н₈ + 5( О₂ + 3,76 N₂ ) =3СО₂ + 4Н₂О + 5· 3,76 N₂

 = 5

2. _н = НКПР = 2,07 %

_в = ВКПР = 12,03%

Расчет КПР по известным энтальпиям образования веществ

Пример 6. Вычислить нижний концентрационный предел распространения пламени фенола С6Н5ОН. Теплота образования фенола составляет 94,2 кДж/моль.

Если известно значение энтальпии (теплоты) образования, НКПР может быть рассчитан по формуле

_н = , %,

где

n_С, n_H, n_O, n_N, - число атомов С, Н, О, N в молекуле горючего;

коэффициенты

h_C = 8,737; h_Н = 2,757; h_О = 0,522; h_N = 0,494; ; h_f = 2,3610^-2 кДж/моль;

Н⁰_f - стандартная теплота образования горючего вещества, кДж/моль.

Решение:

_н = = 1,39 %

По справочным данным НКПР фенола составляет 1,52 %.

Для определения КПР смесей газов и паров можно воспользоваться формулой Ле Шателье:

_н(см) = , %

_в(см) = , % где

_н(см), _н(см) – концентрационные пределы распространения пламени смеси;

_н1, _н2, _н3 - НКПР каждого компонента газовой смеси;

_в1, _в2, _в3 - ВКПР каждого компонента газовой смеси.

Расчет КПР газовой смеси

Пример 7. Рассчитать КПР смеси газов следующего состава: угарный газ СО – 10 %; водород Н2 – 60 %; метан СН4 – 30 %.

1. Определяем НКПР и ВКПР каждого горючего компонента (по справочным данным или расчетным путем):

для угарного газа _н = 12,5 %; _в = 74 %

для водорода _н = 4 %; _в = 75 %

для метана _н = 5 %; _в = 15 %

2. Определяем НКПР и ВКПР для смеси газов:

_н(см) = = 4,58 %

_в(см) = = 34 %.

При увеличении начальной температуры горючей смеси область воспламенения расширяется, в основном за счет увеличения ВКПР.

Формулы для расчета концентрационных пределов распространения пламени справедливы при температурах среды близкой к 20⁰С. Для более высоких температур необходимо производить расчет с учетом изменения температуры.

Приближенно это можно сделать с помощью следующих формул:

_н(t) = _н 

_в(t) = _в  , где

_н, _в – концентрационные пределы распространения пламени, рассчитанные или определенные экспериментально при  20⁰С;

_н(t) ,_н(t) – концентрационные пределы распространения пламени при температуре Т;

1550 К, 1100 К – температура горения соответственно на НКПР и ВКПР.

Расчет КПР при повышенных температурах

Пример 8. Рассчитать КПР газа пропана С3Н8 при 3000С.

1. В примере 5 были рассчитаны значения НКПР и ВКПР для пропана при 20⁰С:

_н = 2,07 %; _в = 12,03%.

2. С учетом заданной температуры КПР составят:

_н(t) = 2,07  = 1,61 %

_в(t) = 12,03  = 16,20 %