Решение:

1. Вычисляем энтальпию горения (Н реакции горения) нонана по 1 следствию закона Гесса.

С₉Н₂₀ + 14 (О₂ + 3,76 N₂)  9 СО₂ + 10 Н₂О + 143,76 N₂

Н(р-и) = 9Н^обр(СО₂) + 10Н^обр(Н²О)  Н^обр(С₉Н₂₀) =

= 9 (393,5) + 10 (241,8)  ( 229) =  5730,5 кДж/моль

2. Определяем низшую теплоту сгорания переводом Н (кДж/моль) в Q_н (кДж/м³).

В общем виде формула для перевода из размерности кДж/моль в

кДж/ м³ выглядит следующим образом:

; кДж/ м³ (V_м = 24,45 л/моль при 25⁰С – стандартные условия).

кДж/м³.

3. Рассчитываем НКПР.

(По справочным данным также 0,78 %).

Задача 2.

По предельной теплоте сгорания определить, как изменится нижний

концентрационный предел распространения пламени в воздухе от положения пре-

дельных углеводородов в гомологическом ряду.

Построить график зависимости НКПР от молекулярной массы горючего.

Данные для расчета приведены в таблице физико-химических свойства углеводородов (вещества 1 – 8).

Расчет выполняется по вариантам ( по 3 человека на каждое вещество), затем объединяем данные и строим графическую зависимость НКПР - молярная масса УВ.

2.2. Расчет температуры вспышки

Температура вспышки - это самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для возникновения устойчивого горения.

Температура вспышки является главным параметром, характеризующим пожарную опасность жидкостей.

По температуре вспышки все жидкости, способные гореть, классифицируются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) с t_всп до 61 °С включительно (в закрытом тигле) и горючие (ГЖ) с t_всп больше 61 °С (в закрытом тигле).

Существует несколько расчетных методов определения температуры вспышки, один из них – по формуле Элея:

t_всп = t_кип – 18 , К – коэффициент горючести.

Коэффициент горючести рассчитывается по следующей формуле:

где:

n(C), n(S), n(H), n(N), n(O), 2 n(Cl), n(F), n(Br) – число атомов углерода, серы, водорода, азота, кислорода, хлора, фтора и брома в молекуле вещества.

Задача 3. Рассчитать температуру вспышки бензола по формуле Элея, если его

температура кипения 80,1⁰С.

Решение:

1. Коэффициент горючести бензола С₆Н₆

К = 46 + 6 = 30

2. Температура вспышки по формуле Элея для бензола

t_всп = 80,1  18 = 80,1  185,47 =  18,4⁰С

(Справочные данные  11⁰С)

Задача 4.

Определить температуру вспышки в гомологическом ряду алканов (пентан – нонан) и алкенов ( пентен-1 – октен -1) по формуле Элея. Сравнить данные расчета с табличными величинами.

Построить графики изменения температуры вспышки от положения горючего в гомологическом ряду (для алканов и для алкенов).

Данные для расчета приведены в таблице физико-химических свойства углеводородов.

Расчет выполняется по вариантам ( по 2-3 человека на каждое вещество), затем объединяем данные и строим графическую зависимость t_всп - молярная масса УВ.

2.3 Расчет температурных пределов распространения пламени

Температурные пределы распространения пламени - значения температур, при которых насыщенные пары вещества образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (НТПР) и верхнему (ВТПР) концентрационным пределам распространения пламени.

Расчет температурных пределов распространения пламени основывается на нахождении таких температур жидкости, при которых концентрация насыщенных паров соответствует НКПР и ВКПР.

Один из способов расчета  вычисление по эмпирической формуле:

t_н(в) = k t_кип  l