Расчетная часть

Дано:

Г.В. – этилцеллозольв С₄Н₁₀О₂ (жидкость);

Температура t = 4^оС (277 К);

Давление Р = 103 кПа;

К–т избытка воздуха  =1,7;

G = 1,8г/м²с;

Объем помещения V_пом = 250 м³;

Поверхность испарения S_ис = 50 м² .

Определить:

V_в; V_пг; % состав П.Г.; Q_н; t_г; d; C_нас; C_ст; Р_вз; НКПР; ВКПР; НТПР; ВТПР; t_вс; _ис.

Решение

1. Рассчитаем объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючего вещества.

а) Составим уравнение реакции горения этилцеллозольва на воздухе

С₄Н₁₀О₂ + 5,5О₂ + 5,53,76 N₂ = 4 СО₂ + 5Н₂О+5,5 3,76 N₂

б) Опр. массу 1 Кмоля Г.В.: М = 12  4 + 1  10 + 16  2 = 90 кг

в) Опр. объём 1 Кмоля любого газа или пара при заданных условиях:

Объём любого газа из уравнения реакции горения можно определить по формуле:

V_i = ,

где n_i – количество Кмолей соответствующего газа или пара:

n_гв=1; n_СО2 =4 n_Н2О= 5; n_О2 = 5,5; n_N2=5,53,76.

г) Опр. реальный расход воздуха с учётом заданных условий и избытка воздуха:

V_в= = 6,5 м³

2. Определим объём и процентный состав продуктов горения 1 кг этилцеллозольва

а) опр. объём п.г.:

V_О2 = 0,956м³

V_CO2 = м³

V_H2O = = 1,241 м³

V_N2 = = 8,73 м³

V_ПГ = V_CO2 + V_H2O + V_N2 + V_О2 = 11,92 м³

б) Опр. % состав П.Г., приняв V_пг за 100%.

_i =

_СО2 =

_Н2О =

_О2 =

_N2 =

3. С помощью формулы Менделеева определим теплоту сгорания для 1 кг гв.

а) Приняв массу 1 Кмоля за 100%, опр. массовое процентное содержание элементов в ГВ:

_i =

_с= 48100/90 = 53,33 %; _н= 10100/90= 11,1%; _o= 32100/90= 35,55%

б) По формуле Д.И. Менделеева:

Q_н = 339,4 _с + 1257 _н -108,9  (_o - _s ) -25,1  (9  _н + _w ) =

= 339,453,33+125711,1-108,9(35,55)-25,1  (9  11,1) = 25674,017кДж / кг

4. Определим плотность паров этилцеллозольва по отношению к плотности воздуха:

d =

где Мп – молекулярная масса пара (или газа)

М_в = 29 – средняя молекулярная масса воздуха (постоянная)

5. Рассчитаем концентрацию насыщенных паров этилцеллозольва

а) Константы уравнения Антуана

А=7,86626 В=2392,56 С=273,15

lgP _нас

P _нас =0,973Па

P _нас=0,973·133,322=129,79 Па

б) концентрация паров в % по объёму составит:

_нас

в) выразим эту концентрацию в г/м³:

С_нас г/м³

6. Рассчитаем стехиометрическую концентрацию паров этилцеллозольва в смеси с воздухом, приняв объём всей смеси за 100%.

а) в процентах по объёму:

_{ст =} 3,679%

б) в г/м³:

С_ст = 148,154 г/м³

7. Рассчитаем концентрационные пределы распространения пламени паров этилцеллозольва

а) в % по объёму:

 _н,в= ,

где а и b – табличные данные

n_О2 – к-во кмолей кислорода для окисления 1 кмоля Г.В.

 _н (НКПР) = 1,906 %

 _в (ВКПР) = 11,007 %

б) в г/ м³: С_н,в г/м³

С_н г/м³

С_в г/м³

8. Определим время образования минимальной взрывоопасной концентрации паров заданной жидкости.

а) Взрывоопасная концентрация паров образуется при достижении НКПР = 76,75 г/м³

Опр. массу жидкости, которую нужно испарить, чтобы образовалась НКПР:

m = V_пом  C_н; m = 250  76,75 = 19187,5 г

б) Опр. время испарения из формулы массовой скорости испарения:

G = ; откуда  = ;

по условию задачи: S=50 м²; G = 1,8 г/м²с,

тогда  =