Расчет параметров горения и взрыва
Автор: vladislav-gl97 • Октябрь 26, 2018 • Задача • 3,996 Слов (16 Страниц) • 1,231 Просмотры
Часть 1. Расчет параметров горения и взрыва.
Задача 1
Найти адиабатическую температуру горения стехиометрической смеси 2,4-диметил-3-этилпентан с воздухом, начальная температура горючей смеси Т0 = 273К.
Решение.
Адиабатическую температуру горения вещества находят при условии отсутствия теплопотерь (η = 0) для стехиометрической смеси горючего с воздухом, т.е при α = 1.
Запишем уравнение горения 2,4-диметил-3-этилпентан с воздухом
С9Н20 + 14(О2 + 3,76N2) = 9CO2 + 10H2O + 14⋅3,76N2
Объем продуктов горения составляет VCO2 = 9 моль/моль; VH2O = 10 моль/моль; V0N2 = 14⋅3,76 = 52,6 моль/моль.
Избыток воздуха ΔVВ = 0, т.к α = 1.
Низшую теплоту сгорания 2,4-диметил-3-этилпентан рассчитаем по закону Гесса, взяв значение теплоты образования веществ из табл. II приложения.
QH = 9ΔH0fCO2 + 10ΔH0fH2O - ΔH0fC9H20 = 9⋅396.9 + 10⋅242.2 – 235 = =5756,4кДж/моль.
Так как теплопотери отсутствуют, то все выделившееся тепло идет на нагревание продуктов горения. Среднее теплосодержание продуктов горения будет составлять
HСР= QH = QH = 5756,4 = 80,4 кДж/моль.
ΣVПГi VCO2+VH2O+V0N2 9+ 10 + 52,6
С помощью табл. IV приложения, можно установить, какой температуре соответствует такое теплосодержание. Из табл. IV приложения видно, что при температуре 2400оС теплосодержание азота 81,5 кДж/моль. Уточним, сколько потребовалось бы тепла, чтобы нагреть продукты горения до такой температуры.
При Т1 = 2400оС
Q1 = HCO2⋅VCO2 + HH2O⋅VH2O + HN2⋅V0N2,
Q1 = 133,0⋅9 + 109,6⋅10 + 81.5⋅52,6 = 6579,9 кДж/моль.
Это больше, чем выделилось тепла в результате реакции горения, Q1 > QH.
Исходя из этого можно сказать, что температура горения меньше, чем 2400оС.
При T2 = 2300oC
Q2 = 126,9⋅9 + 104,2⋅10 + 52,6⋅77,8 = 6276,38 кДж/моль.
Так как Q2 > QH, значит ТГ < 2300оC.
При T3 = 2200oC
Q3 = 120,8⋅9 + 98,8⋅10 + 74,1⋅52,6 = 5972,86 кДж/моль.
Q3 > QH
При T4 = 2100oC
Q4 = 114,7⋅9 + 93,4⋅10 + 70,4⋅52,6 = 5669,34 кДж/моль.
Так как Q4 < QH температура горения имеет значение между 2100oC и 2200oC. Уточним эту температуру линейной интерполяцией между двумя этими ближайшими значениями
ТадГ = Т4+Т3 – Т4(QH – Q4) = 2100+ 2200 – 2100 (5756,4 – 5669,34)=
Q3 – Q4 5972,86 – 5669,34
= 2128,7оС = 2401,7 К.
Δ=2401,7-2373 ⋅ 100% =1,19%
2401,7
Ответ: ТАД = 2401,7 К.
Задача 2
Найти температуру горения газовой стехиометрической смеси 2,4-диметил-3-этилпентана с воздухом, начальная температура горючей смеси Т0 = 273К.
Решение.
Адиабатическую температуру горения вещества находят при условии отсутствия теплопотерь (η = 0) для стехиометрической смеси горючего с воздухом, т.е при α = 1.
...