Для студентов направления подготовки «Техносферная безопасность»
Для студентов направления подготовки «Техносферная безопасность»
- Понятие горения. Условия, необходимые для возникновения горения.
- Полное и неполное горение. Расчет расхода воздуха при горении. Расчет объема продуктов сгорания.
- Виды и режимы горения.
- Гомогенное и гетерогенное горение. Кинетические параметры процесса горения.
- Газодинамические параметры режима горения. Стадии процесса горения.
- Теплота горения, ее виды и расчет.
- Температура горения, ее расчет.
- Материальный и тепловой балансы процессов горения.
- Воспламенение. Температура воспламенения, методы ее определения.
- Самовоспламенение. Условия, влияющие на температуру самовоспламенения. Методы определения температуры самовоспламенения.
- Вспышка и воспламенение жидкостей. Методы расчета температуры вспышки.
- Вспышка и воспламенение жидкостей. Методы расчета температуры воспламенения.
- Вспышка и воспламенение жидкостей. Методы определения температуры вспышки.
- Пределы воспламенения горючей смеси. Концентрационные пределы воспламенения газовых смесей.
- Температурные пределы воспламенения. Методы их расчета.
- Методы определения концентрационных и температурных пределов воспламенения.
- Методы определения горючести.
- Самовозгорание масел и жиров. Механизм их самоокисления. Иодное число как характеристика способности масел и жиров к самовоспламенению.
- Горение твердых веществ и материалов. Температурные интервалы воспламенения и горения твердых веществ и материалов.
- Расчет величины пожарной нагрузки, коэффициента поверхности горения, скорости выгорания.
- Взрыв и его разновидности.
- Характеристика физических и химических взрывов.
- Характеристика комбинированных взрывов.
- Взрывы в разных средах: воздушные, подземные, подводные.
- Действие взрыва в твердой среде.
- Случайные взрывы. Их характеристика и классификация.
- Взрывы паров горючего и пыли в замкнутых объемах.
- Взрывы сосудов с газом под давлением.
- Взрывы емкостей с перегретой жидкостью.
- Взрывы неограниченных облаков пара.
- Физические (паровые) взрывы.
- Характеристика ударных волн. Основные свойства и механизм их образования.
- Параметры ударной волны.
- Параметры взрыва в замкнутом объеме.
- Тепловое действие взрыва.
- Общая характеристика взрывчатых веществ.
- Классификация промышленных взрывчатых веществ.
- Физико-химические характеристики промышленных взрывчатых веществ.
- Основные компоненты конденсированных промышленных взрывчатых веществ.
- Инициирование взрыва промышленных взрывчатых веществ.
- Методика расчета избыточного давления взрыва горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в производственном помещении.
- Методика расчета избыточного давления взрыва горючей пыли в производственном помещении.
- Методика расчета избыточного давления взрыва горючих газов, паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в открытом пространстве.
- Методика расчета интенсивности теплового излучения огненного шара.
- Оценка ситуации при взрыве резервуара высокого давления с химически инертным газом.
- Оценка степени разрушения объектов при взрыве.
- Тепловая теория прекращения горения. Способы предотвращения воспламенения материалов и локализации пожаров.
- Оценка необходимого количества охлаждающих огнетушащих средств при тушении некоторых пожаров.
Таблица выбора теоретических вопросов
| № варианта | Теоретические вопросы | ||
Контрольные задачи по дисциплине «Теория горения и взрыва»
для студентов направления подготовки «Техносферная безопасность»
Задача 1.Определите объем воздуха, необходимого для полного сгорания вещества при заданной температуре T и давлении P в следующих единицах: кмоль/кмоль, м3/м3, м3/кг.
| № варианта | Вещество | Т, К | Р, Па |
| Этан | 80 000 | ||
| Ацетилен | 95 000 | ||
| Пропан | 105 000 | ||
| н-Бутан | 100 000 | ||
| н-Пентан | 110 000 | ||
| н-Гексан | 80 000 | ||
| н-Гептан | 80 000 | ||
| н-Октан | 90 000 | ||
| Толуол | 115 000 | ||
| Метан | 120 000 | ||
| Этилен | 125 000 | ||
| Ацетилен | 85 000 | ||
| Этиловый спирт | 95 000 | ||
| Бутен-1 (бутилен) | 90 000 | ||
| Пентен-1 | 100 000 | ||
| Гексен-1 | 115 000 | ||
| Бензол | 110 000 | ||
| Гептен-1 | 115 000 | ||
| Октен-1 | 120 000 | ||
| Метиловый спирт | 125 000 |
Задача 2.В помещении объемом V в результате сгорания сложной смеси органических веществ, состоящей из углерода С, водорода Н, кислорода О, азота N, серы S, влаги W и золы A, концентрация кислорода снизилась на х%. Определите массу сгоревшей смеси органических веществ при заданной температуре Т и давлении Р.
| № вари-анта | V, м3 | С, % | Н, % | О, % | N, % | S, % | W, % | А, % | х, % | Т, К | P, Па |
| – | 85 000 | ||||||||||
| – | 95 000 | ||||||||||
| 105 000 | |||||||||||
| 110 000 | |||||||||||
| 115 000 | |||||||||||
| 80 000 | |||||||||||
| 85 000 | |||||||||||
| – | 90 000 | ||||||||||
| 105 000 | |||||||||||
| 115 000 | |||||||||||
| 120 000 | |||||||||||
| 125 000 | |||||||||||
| 85 000 | |||||||||||
| 95 000 | |||||||||||
| 90 000 | |||||||||||
| 100 000 | |||||||||||
| 105 000 | |||||||||||
| 110 000 | |||||||||||
| 115 000 | |||||||||||
| 100 000 |
Задача 3.Определите объем и состав продуктов горения вещества в кмоль/кмоль и м3/кг при заданном коэффициенте избытка воздуха α, температуре продуктов горения Тп.г. и давлении Р.
| № варианта | Вещество | α | Тп.г., К | Р, Па |
| н-Октан | 1,3 | 100 000 | ||
| н-Пентан | 1,4 | 80 000 | ||
| Пропан | 1,2 | 80 000 | ||
| н-Бутан | 1,25 | 85 000 | ||
| н-Пентан | 1,35 | 90 000 | ||
| н-Гексан | 1,45 | 95 000 | ||
| н-Гептан | 1,5 | 100 000 | ||
| н-Октан | 1,55 | 105 000 | ||
| Бензол | 1,4 | 110 000 | ||
| Толуол | 1,25 | 115 000 | ||
| Метан | 1,3 | 75 000 | ||
| Этилен | 1,35 | 80 000 | ||
| Ацетилен | 1,4 | 85 000 | ||
| Этиловый спирт | 1,45 | 90 000 | ||
| Бутен-2 | 1,5 | 95 000 | ||
| Пентен-1 | 1,55 | 100 000 | ||
| Гексен-1 | 1,6 | 105 000 | ||
| Бензол | 1,2 | 110 000 | ||
| Толуол | 1,25 | 115 000 | ||
| Этан | 1,3 | 120 000 |
Задача 4.Определите концентрационные и температурные пределы воспламенения вещества при атмосферном давлении 101,325 кПа.
| № варианта | Молекулярная формула вещества | Название вещества |
| (СН3)2СО | Ацетон | |
| С6Н6 | Бензол | |
| С6Н12 | Циклогексан | |
| С6Н11СН3 | Метилциклогексан | |
| СН3ОН | Метанол | |
| С2Н5ОН | Этанол | |
| СН3СН2СН2ОН | Пропанол-1 | |
| СН3СН2СН2СН2ОН | Бутанол-1 | |
| (СН3)2СНОН | Изопропиловый спирт | |
| (СН3)3СОН | Третичный бутиловый спирт | |
| СН3СН2ОСН2СН3 | Диэтиловый эфир | |
| СН3СООС2Н5 | Этилацетат | |
| С6Н5СН3 | Толуол | |
| С6Н5ОН | Фенол | |
| С6Н5СН=СН2 | Стирол | |
| СН3ОСН2СН3 | Метилэтиловый эфир | |
| СН3СООСН3 | Метилацетат | |
| СH2OH–CHOH–CH2OH | Глицерин | |
| СН2ОН–СН2ОН | Этиленгликоль | |
| С5Н10 | Циклопентан |
Задача 5.Определите действительную температуру горения вещества при заданном коэффициенте избытка воздуха α.
| № варианта | Вещество | α | Недожог Qн, % | Потери Qп,% |
| Метан | 1,47 | |||
| Этан | 1,45 | |||
| Пропан | 1,43 | |||
| н-Бутан | 1,40 | |||
| н-Пентан | 1,38 | |||
| Этилен | 1,36 | |||
| Ацетилен | 1,34 | |||
| Пропилен | 1,32 | |||
| н-Гексан | 1,30 | |||
| Бензол | 1,50 | |||
| Толуол | 1,48 | |||
| Метан | 1,25 | |||
| Этан | 1,30 | |||
| Ацетилен | 1,24 | |||
| Этилен | 1,32 | |||
| Пропан | 1,35 | |||
| Бензол | 1,52 | |||
| Толуол | 1,41 | |||
| Пропилен | 1,36 | |||
| н-Бутан | 1,32 |
Задача 6.Произошел взрыв облака газовоздушной смеси, образованного при разрушении резервуара с m кг сжиженного газа. Определите давление воздушной ударной волны на расстоянии r.
| № варианта | Вещество | Расстояние r, м | m, кг |
| Аммиак | 103 | ||
| Ацетилен | 104 | ||
| н-Бутан | 106 | ||
| Бутилен | 107 | ||
| Винилхлорид | 105 | ||
| Дивинил | 104 | ||
| Пропан | 104 | ||
| Метан | 106 | ||
| Оксид углерода (II) | 106 | ||
| Пропилен | 105 | ||
| Этан | 105 | ||
| Этилен | 104 | ||
| Винилхлорид | 104 | ||
| Бутилен | 103 | ||
| Аммиак | 103 | ||
| Ацетилен | 106 | ||
| Дивинил | 104 | ||
| Винилхлорид | 105 | ||
| Этилен | 103 | ||
| н-Бутан | 107 |
Задача 7.В цехе по переработке пластмасс при разгерметизации технологического блока возможно поступление пыли в помещение. Определите давление воздушной ударной волны на расстоянии r от контура помещения при разрушении его ограждающих конструкций.
| № варианта | Вещество | Расстояние r, м | Объем помещения Vпом, м3 |
| Полистирол | |||
| Полиэтилен | |||
| Метилцеллюлоза | |||
| Полиоксадиазол | |||
| Пигмент зеленый (краситель) | |||
| Пигмент бордо на полиэтилене | |||
| Нафталин | |||
| Фталевый ангидрид | |||
| Уротропин | |||
| Адипиновая кислота | |||
| Сера | |||
| Алюминий | |||
| Фталевый ангидрид | |||
| Пигмент бордо на полиэтилене | |||
| Полистирол | |||
| Полиэтилен | |||
| Метилцеллюлоза | |||
| Полиоксадиазол | |||
| Пигмент зеленый (краситель) | |||
| Нафталин |
Задача 8.Произошел взрыв газовоздушной смеси при разгерметизации технологического блока внутри производственного помещения. Определите давление воздушной ударной волны на расстоянии r от контура помещения при разрушении его ограждающих конструкций.
| № варианта | Вещество | Расстояние r, м | Объем помещения Vпом, м3 |
| Аммиак | |||
| Ацетилен | |||
| н-Бутан | |||
| Бутилен | |||
| Винилхлорид | |||
| Водород | |||
| Дивинил | |||
| Метан | |||
| Оксид углерода (II) | |||
| Пропан | |||
| Пропилен | |||
| Этан | |||
| Этилен | |||
| Метан | |||
| Винилхлорид | |||
| Водород | |||
| Бутилен | |||
| Аммиак | |||
| Ацетилен | |||
| Дивинил |
Задача 9.Определите значение ΔРф на расстоянии r при взрыве конденсированного взрывчатого вещества массой m.
| № варианта | Вещество | Подстилающая поверхность | Расстояние r, м | Масса m, кг |
| Тротил | Металл | |||
| Тротил | Бетон | |||
| Тротил | Дерево | |||
| Тритонал | Металл | |||
| Тритонал | Бетон | |||
| Тритонал | Дерево | |||
| Гексоген | Металл | |||
| Гексоген | Бетон | |||
| Гексоген | Дерево | |||
| ТНРС | Металл | |||
| ТНРС | Бетон | |||
| ТНРС | Дерево | |||
| ТЭН | Металл | |||
| ТЭН | Бетон | |||
| Аммонал | Дерево | |||
| Аммонал | Металл | |||
| Порох | Бетон | |||
| Порох | Дерево | |||
| Тетрил | Металл | |||
| Тетрил | Бетон |
Задача 10.Определите границу зоны возможных разрушений r с величиной критического избыточного давления воздушной ударной волны при t = 40 oC и ΔРф = 50 кПа.
| № варианта | Диаметр газопровода, м | Давление в газопроводе Рг, МПа | Скорость ветра Wвт, м/с |
| 0,15 | 1,2 | 0,5 | |
| 0,20 | 1,3 | ||
| 0,25 | 1,4 | ||
| 0,30 | 1,5 | ||
| 0,35 | 1,6 | ||
| 0,40 | 1,7 | ||
| 0,45 | 1,8 | ||
| 0,50 | 1,9 | ||
| 0,55 | 2,0 | ||
| 0,60 | 2,1 | ||
| 0,65 | 2,2 | ||
| 0,70 | 2,3 | 0,5 | |
| 0,75 | 2,4 | ||
| 0,80 | 1,2 | ||
| 0,85 | 1,4 | ||
| 0,90 | 1,6 | ||
| 0,95 | 1,8 | ||
| 1,00 | 2,0 | ||
| 1,10 | 2,2 | 0,5 | |
| 1,20 | 2,4 |
Список рекомендуемой литературы
1. Девисилов, В.А. Теория горения и взрыва / В.А. Девисилов, Т.И. Дроздова, С.С. Тимофеева; под общ. ред. В.А. Девисилова. – М.: Форум, 2012. – 352 с.
2. Теория горения и взрыва: учебник и практикум / О.Г. Казаков [и др.]; под общ. ред. А.В. Тотая, О.Г. Казакова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2013. – 295 с. – Серия: Бакалавр. Базовый курс.
3. Кукин, П.П. Теория горения и взрыва: учеб. пособие / П.П. Кукин [и др.]. – М.: Издательство Юрайт, 2012. – 435 с. – Серия: Бакалавр.