Методичні вказівки до розв'язування задачі

Перед розв'язуванням задачі необхідно вивчити відповідний теоретичний матеріал), знаючи фізичну суть параметрів пожежної небезпеки, які підлягають розрахунку.

Уважно прочитати умову задачі і переписати її в зошит. Виписати в стовпчик дані для свого варіанту. Відомі величини підкреслити, під рискою записати, що вимагається визначити. Посередині рядка під умовою задачі записати «Розв’язування», а потім по пунктам послідовно розв’язувати задачу.

Під час розв'язування необхідно показати весь хід розв'язку і математичні перетворення. Проміжні і кінцеві величини, які отриманні під час розв'язування, повинні супроводжуватись одиницями вимірювання. В кінці розв'язку задачі необхідно проаналізувати отриманні результати, щоб виключити нереальні величини, які підлягають визначенню.

Обчислення необхідно проводити до сотих долів числа з розрахунком тепловмісту - до цілого числа.

Під час розв'язування задачі на ЕВМ прикласти програму і роздруківку розв'язку.

Приклад розв'язку задачі

Дано:

Г.Р. – етилацетат Vn = 200м³

СНзСООС₂Н₅ – рідина S випаровування = 3м²

Рн = 104000 Па

t_u = 27⁰ С = 300К

 =1,5

G = 1,6 г/м^{2 .} с

Визначити: V_п, V_пг, % склад П.Г., Q_н, t_гор, С_нас, С_ст, Р_виб, НКМПП, ВКМПП, НТМПП, ВТМПП, t_cп, _вип.

Розв’язування

1. Розрахуємо об’єм повітря, який необхідний для згорання 1кг етилацетату:

де: β₀₂, β_N2, β_гр – кількість або число кіломолів О₂, N₂ і горючої речовини за рівнянням реакції горіння етилацетату;

V_pt – об’єм кіломоля будь – якого газу при заданих умовах;

М – молекулярна маса горючої речовини;

m – маса горючого (розрахунок ведеться на 1кг).

Ця формула отримана із аналізу рівняння реакції горіння.

1.1 Складемо рівняння реакції горіння етилацетату на повітрі:

СН₃СООС₂Н₅ + 5О₂ + 5 ^. 3,76N₂ = 4CO₂ + 4Н₂О + 5 ^.3,76N₂

Звідси β₀₂ = 5;

β_N2 = 5 ^. 3,76

1.2 Визначаємо об’єм газу при заданих умовах

1.3 Визначаємо масу кіломоля етилацетату

1.4

2. Розрахуємо об’єм і процентний склад продуктів горіння 1кг етилацетату:

- кількість кіломолів азоту, що знаходяться в надлишку повітря:

β¹о₂ - кількість кіломолей надлишкового кисню

3. Розрахуємо нижчу теплоту згорання етилацетату за формулою Д.І. Мендєлєєва:

д е: відсотковий вміст відповідно карбону, гідрогену, оксигену, сульфуру та вологи горючої речовини.

3.1 Розрахуємо відсотковий вміст етилацетату, вважаючи молекулярну масу за 100%.

Тоді

4. Розрахуємо температуру горіння етилацетату:

4.1.Визначаємо середній тепловміст одного м³ продуктів горіння

4.2 Враховуючи, що продукти горіння в основному (на 72,86%) складаються із азоту, приймаємо t_ГОР = 1500⁰ С

;

4.3 Так як тепловміст продуктів горіння не може перевищувати тепловиділення (Q_н), а Q_{1500 >} Q_н, приймаємо t_ГОР = 1400⁰С і розрахунок повторюємо

;

4.4 Дійсну температуру горіння знаходимо інтерполяцією, приймаючи тепловміст продуктів горіння у вибраному інтервалі від 1400⁰ С до 1500⁰ С постійною

5. Визначаємо густину пари етилацетату по відношенню до густини повітря:

М – молекулярна маса етилацетату

M_n = 29 – середня маса кіломоля повітря;

тобто пари етилацетату в 3,03 рази важчі за повітря.

6. Розрахуємо концентрацію насиченої пари

6.1 За таблицею або номограмою знаходимо тиск насиченої пари етилацетату при 300 К. Він дорівнює приблизно 1425 Па.

6 .2. Концентрація парів в % за об’ємом складає:

6.3.Переведемо об’ємну концентрацію в масову:

7. Розрахуємо стехіометричну концентрацію пари етилацетату в суміші з повітрям, вважаючи об’єм всієї суміші за 100%

7.1.у відсотках за об’ємом

7.2. в грамах на м³

8 . Розрахуємо тиск від часу вибуху парів етилацетату на стехіаметричній концентрації при t_ВИБ = t_ГОР

де:

βст = βгр + βо_{2 +} β_N2 = 1+5+5 ∙ 3,76 = 24,8 кмоль