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:

j_i =

j_с= 48´100/90 = 53,33 %; j_н= 10´100/90= 11,1%; j_o= 32´100/90= 35,55%

б) По формуле Д.И. Менделеева:

Q_н = 339,4 j_с + 1257 j_н -108,9 ´ (j_o - j_s ) -25,1 ´ (9 ´ j_н + j_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)

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:

j_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:

j_{ст =} 3,679%

б) в г/м³:

С_ст = 148,154 г/м³

Рассчитаем концентрационные пределы распространения пламени паров этилцеллозольва

а) в % по объёму:

j _н,в= ,

где а и b – табличные данные

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

j _н (НКПР) = 1,906 %

j _в (ВКПР) = 11,007 %

б) в г/ м³: С_н,в г/м³

С_н г/м³

С_в г/м³

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 t = ;

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

тогда t =

Определим температуру горения.

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

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

q_ср = = 2153,86 кДж / м³

б) Исходя из состава ПГ (> 70% приходится на долю азота), примем t₁ =1500 ^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= 0,993×3505,7=3481,16кДж

q _h2o = 1,241 ´2781,3 = 3365,373 кДж

q _{N 2} = 8,73 ´ 2176,7= 19002,591 кДж

q _{О 2} = 0,956 2295,7 = 2194,689 кДж .

Q₁₅₀₀ = å q_пг = 28043,813 кДж

в) т.к. теплосодержание ПГ не может превышать тепловыделения, примем t₂ =1400 ^оС и рассчитаем теплосодержание ПГ при этой t₂,

q _со2= 0,993×3241,4=3218,71кДж

q _h2o = 1,241 ´2560,9= 3178,076 кДж

q _{N 2} = 8,73 ´ 1861,2= 16248,276 кДж

q _{О 2} = 0,956 ´ 2129,8 = 2036,088 кДж .

Q₁₄₀₀ = å q_пг = 24681,12 кДж

г) Истинную температуру горения находим интерполяцией.

Q (кДж)

28043,813

Q_н = 25674,017

24681,12

t

1400 t_гор 1500

Принимаем теплосодержание ПГ в выбранном интервале температур от t₁ =1500 ^оС до t₂ =1400 ^оС постоянной, т.е. зависимость Q(t) считаем прямолинейной.

Более точно рассчитываем температуру горения по формуле:

10. Рассчитаем температурные пределы распространения пламени заданного вещества.

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

б) опр. ТПР ГВ по вычисленным значениям

ºС

°С