Теория горения

Содержание

1. Параметры взрыва в замкнутом объеме…………………………........... III   
2. Задачи…………………………………………………………………… V
3. Список литературы……………………………………………………XIV

Параметры взрыва в замкнутом объеме

Одним из основных свойств горения газообразных смесей является самопроизвольное распространение волны химической реакции в результате передачи теплоты и диффузии активных центров. Активные центры представляют собой промежуточные продукты реакции в виде свободных атомов и радикалов, которые обладают высокой реакционной способностью. Активность этих центров усиливается, если происходит взрыв в замкнутом объеме.

Рассмотрим изменение давления при взрыве в закрытом технологическом аппарате (рис. 2.4). Разрыва Pmax А Ро�--- 't Рис. 2.4. Изменение давления в закрытом технологическом аппарате nри взрыве

[pic 1]

Основными параметрами, характеризующими процесс взрыва в замкнутом объеме газа-, паравоздушных смесей являются: • максимальное давление взрыва; • скорость нарастания взрыва; • температура взрыва; • время достижения максимального давления взрыва. В зоне А происходят интенсивный подогрев горючей смеси, диффузия активных центров и протекание химической реакции. Эта зона характеризуется распространением фронта пламени по горючей газа-, паравоздушной смеси. Фронт пламени часто рассматривают как поверхность, разделяющую холодную горючую смесь и горячие продукты сгорания. Скорость перемещения фронта пламени по горючей смеси определяет интенсивность процесса горения и является его важнейшей характеристикой. Установлено, что на единице поверхности фронта пламени вединицу времени сгорает одно и то же количество горючей смеси. Распространение невозмущенного пламени произвольной формы происходит в каждой точке фронта по нормали к его поверхности. Скорость перемещения пламени называется нормальной скоростью пламени и является постоянной величиной, характеризующей горение какого-либо газа. В зоне Б наблюдается резкое изменение давления до Ртах за счет образо вания большого количества газообразных продуктов в результате химической реакции. При достижении максимального давления возникает взрыв, причем Рвзрыва >Ртах·

Задачи

Задача 1.

Рассчитать объём воздуха и продуктов горения (в об. %), образующихся при сгорании 10 кг вещества Ацетон (С3Н6О), если горение происходит при заданных условиях t=45°С, Давление 110,0P, кПа и коэффициенте избытка воздуха α =1,8. Объём продуктов горения привести к заданным условиям.

Решение:

При нормальных условиях молярный объем (V0) любого газообразного вещества составляет 22,4 л/моль или 22,4 м3/кмоль.

Так как условия отличаются от нормальных, то необходимо определить, какой объем будет занимать 1 кмоль газообразного вещества при данных условиях. Расчет V ведем по формуле объединенного газового закона:

[pic 2],

где Р и Т– данные в задаче температура и давление;

Р0 – давление газа при нормальных условиях (Р0 = 1*105 Па);

Т0 – температура газа при нормальных условиях (Т0 = 273 К);

V0 – объем газа при нормальных условиях.

[pic 3][pic 4]= 23,7 м3/кмоль.

1. Составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

С3Н6О + 4(О2 + 3,76N2) = 3СО2 + 3Н2О + 4⋅3,76N2

М = 58 кг/кмоль 4 * 4,76 * V = 4 * 4,76 * 23,7 м3

2. По уравнению реакции определяем теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг ацетона