9. Определим температуру горения

Для этого рассчитаем теплосодержание П.Г. при нескольких температурах и выберем два значения при t = 100^о, между которыми находится значение Q_н.

а) Опр. среднее теплосодержание 1 м³ П.Г.:

q_ср = = 2974,76 кДж / м³

б) Исходя из состава ПГ (> 70% приходится на долю азота), примем t₁ =1800 ^оС, т.к. при этой т-ре q_ср ближе всего к табличному значению q_N2, и рассчитаем теплосодержание ПГ, пользуясь табл.4:

q _со2= 4307,3  1,11 = 4781,10кДж

q _h2o = 3461,3  1,48 = 5122,72 кДж

q _{N 2} = 2656,4  7,55 = 20055,82 кДж

q _{О 2} = 2799,7  0,35 = 979,89 кДж .

Q₁₈₀₀ =  q_пг = 30939,53 кДж

в) т.к. теплосодержание ПГ не может превышать тепловыделения, примем t₂ =1900 ^оС и рассчитаем теплосодержание ПГ при этой t₂,

q _со2 = 4579,7  1,11 = 5083,467 кДж

q _h2o = 3693,5  1,48 = 5466,38 кДж

q _N2 = 2818,2  7,55 = 21277,41 кДж

q _О2 = 2969,4  0,35 = 1039,29 кДж .

Q₁₉₀₀ =  q_пг = 32866,547 кДж

г) Истинную температуру горения находим интерполяцией.

Q (кДж)

32866,547

Q_н = 31205,3

30939,53

t

1800 t_гор 1900

Принимаем теплосодержание ПГ в выбранном интервале температур от t₁ =1800^оС до t₂ =1900^оС постоянной, т.е. зависимость Q(t) считаем прямолинейной.

Более точно рассчитываем температуру горения по формуле:

t_гор = 1900 - =1813,791 ^ос

10. Рассчитаем температурные пределы распространения пламени заданного вещества

а) определим давление пара на нижнем и верхнем пределах распространения пламени:

Р _{t н,в} =

Р _{t н} =

Р _{t в} =

б) по таблице давлений пара опр. ТПР пропилового спирта по вычисленным значениям. Для этого выберем две температуры с разностью в 10 ^оС так, чтобы при одной из них табличное значение давления насыщенных паров было больше расчётного, при другой – меньше. Интерполяцию выполняем аналогично п.4 г. Искомый ТПР должен получиться в выбранном температурном интервале:

Р _{t н} = 2553,6 Па

t_н (НТПР) = + 283 = 286,53 К = 13,53 ^оС

Р _{t в} = 14873,6 Па

t_в (ВТПР) = + 303= 307,11 К = 34,11 ^оС

11. Рассчитаем температуру вспышки

а) по Табл.6 приложения определим температуру кипения пропилового спирта: t _кип = 97,8 ^оС

б) определим k - к-т горючести, зависящий от содержащихся в молекуле атомов:

k = 4”C” + 4”S” + ”H” + ”N” – 2”O” – 2”Cl” – 3”F” – 5”Br” , где

”C”, ”S”, ”H”, ”N”, ”O”, ”Cl”, ”F”, ”Br” - количество атомов соотв. элемента в молекуле ГВ.

В молекуле пропилового спирта: 3 атома С, 7 атомов Н, 1 атома О, тогда

k = 43 +7 - 21 =17

в) определим температуру вспышки по формуле Элея:

t_вс = t_кип -18 , t_вс = 97,8 - 18 = 23,64 ^оС,

12. Рассчитаем давление при взрыве паров при стехиометрической концентрации, считая что t_вз = t_г

Р_вз = = 8228744,3 Па,

Где: Т_вз = t _вз + 273 = 1813,791 + 273 = 2086,791 К

n_пг = n_СО2+ n_Н2О +n_N2 = 3 + 4 + 4,53,76 = 23,92 Кмоль

n_см = n_гв + n_О2 + n_N2 = 1 + 4,5 +4,53,76 = 22,42 Кмоль

Выводы:

Определены показатели пожарной опасности пропилового спирта при заданных параметрах

1. Расход воздуха на горение V_в = 9,57 м³

2. Объём и процентный состав продуктов горения V_пг = 10,49м³

_СО2 =10,58%

_Н2О = 14,1 %

_О2 = 3,33 %

_N2 = 71,97 %

3. Низшая теплота сгорания Qн = 31205,3 кДж / кг

   	Плотность паров по воздуху d = 2,06, т.е. пары пропилового спирта ≈ в 2 раза тяжелее воздуха.
   	Давление и концентрация насыщенных паров: Рнас 3679 Па; нас =3,33%; Снас = 80,57 г/м3 .
   	Стехиометрическая концентрация паров (в % по объёму и в г/м3) : ст = 4,46 % Сст = 119,78 г/м3
   	Концентрационные пределы распространения пламени  н,(НКПР) = 2,28 % о С в,(ВКПР) = 13,28 % Сн = 61,23 г/м3 Св = 356,66 г/м3
   	Время образования взрывоопасной концентрации паров  = 5620,91 с =93,68 мин = 1,56 часа ≈ 2 часа
   	Температурные пределы распространения пламени tн (НТПР) = 286,53 К = 13,53 оС tв (ВТПР) = 307,11 К=34,11 оС Безопасными для режимов хранения, перевозки, перекачки являются температуры до 13,53 оС и выше 34,11 оС

4. Температура вспышки t_вс = 23,64 ^оС, т.е. пропиловый спирт является ЛВЖ II-го разряда (постоянно опасным).

5. Температура горения t_гор =1813,791⁰С

6. Максимальное давление взрыва

Р_вз=8228744,3 Па

Заключение

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и свечением.

В зависимости от скорости протекания процесса, горение может происходить в форме собственно горения и взрыва.

Для процесса горения необходимо:

1) наличие горючей среды, состоящей ив горючего вещества и окислителя; 2) источника воспламенения.

Чтобы возник процесс горения, горючая среда должна быть нагрета до определенной температуры при помощи источника воспламенения (пламя, искра электрического или механического происхождения, накаленные тела, тепловое проявление химической, электрической или механической энергий).

После возникновения горения постоянным источником воспламенения является зона горения. Возникновение и продолжение горения возможно при определенном количественном соотношении горючего вещества и кислорода, а также при определенных температурах и запасе тепловой энергии источника воспламенения. Наибольшая скорость стационарного горения наблюдается в чистом кислороде, наименьшая - при содержании в воздухе 14 - 15% кислорода. При меньшем содержании кислорода в воздухе горение большей части веществ прекращается.