![]() |
![]() |
![]() |
+7 (812) 755-81-49 +7 (812) 946-37-01 |
|
Главная Тушение пожаров нефти 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Таблица 5.151 Состав продуктов горения и соответствующие им коэффициенты айв
Температура потухания кинетического пламени Известно, что при снижении температуры пламени до некоторой 1 предельной величины горение самопроизвольно прекращается. Такая ситуация возникает при снижении концентрации горючего компонента смеси до величины, равной нижнему концентрационному пределу j распространения пламени (НКПР). Определим величину предельной температуры горения, базируясь 1 на экспериментально установленном факте - постоянстве теплоты го-1 рения нижепредельных газовоздушных смесей независимо от природы 1 горючего компонента, равной 41 кДж/моль или 1830 кДж/м газовой] смеси. Исходное и конечное состояния системы - газовой смеси до 1 и после горения характеризуются соответствующими величинами энтальпий: Яд и Переход из одного состояния в другое сопровождается вьщелением теплоты реакции Q: tir-tio = Q- (5-63) Абсолютные величины энтальпии рассчитываются по формуле Я = «,С.Г., (5.64) I а теплота реакции QxP = QHPr- (5-65) где и, - число молей; С. - мольная теплоемкость системы при температуре Г., Поэтому формула (3.65) примет вид: пСТ-пСТ. (5.6 Здесь индекс «к» относится к продуктам горения. Величина теплоемкости газовой смеси зависит от температуры и может быть представлена в виде линейного двухчлена: С = а + вГ. (5.67) Продукты горения состоят из СО, НО и азота. Воспользовавшись справочной литературой, запишем вьфажение для теплоемкости для каждого из перечисленных компонентов смеси: = 27,8 +4,28 Т, С.,., = 44,14+ 9,04 Т. С.,„;о; = 30+10,7Т. Величину среднего значения теплоемкости получим в виде: С = а+ВТ, (5.68) а = аХ; В = ВХ, здесь X- мольная доля компонента, рассчитанная для конкретной реакции горения. Подставим выражение для С = Св уравнение (5.66) и после алгебраических преобразований которых получим квадратный трехчлен: Введем обозначения: T+aT-{TC + Q„(Pr) = 0. что упрощает вид формулы (5.69): Т + Т-М =0 В (5.69) (5.70) (5.71) (5.72) Подставив в формулу (5.69) вместо (р величину <р Г(Н) т. е. концентрацию газа на нижнем концентрационном пределе, получим известное произведение, величина которого мало зависит от природы горючего газа: QhP = (41 кДж/моль). Определим численное значение Т, соответствующее одному из корней квадратного уравнения (5.69): 1+ (7оСо + А)-1 (5.73) На примере горения метано-воздушной смеси проведем оценку предельной температуры горения. Уравнение реакции: СН + 2-4,76[В] = COj + 2Нр + 2-3,76N , где [В] - молекула воздуха, В = О + 3,76N2; Oj, - молекулы кислорода и азота; С = 30,0 + 5,9 Т; С„ = 35,80,05 + 29,20,95 = 30 Дж/моль-Ь где С = 35,8 Дж/моль-К; С,= 29,2 Дж/моль-К; = 0,05. Т = 30 5,9-10 0,91-5,9-10 (30) (298 - 30+ 41-10)-1 Вьфажение под квадратным корнем близко к 1,5 и в зависимости от величин айв меняется в узком диапазоне от 1 до 1,5. Это различие становится еще меньше после извлечения квадратного корня, поэтому величина предельной температуры горения незначительно меняется при замене метана, использованного в данном примере, на другой горючий газ. Величина оказалась равной 1220 К. Вывод формулы (5.55): H-HnlcdT, (5.74) Ср=а + ВТ; После алгебраических преобразований получим формулу: АН/п= j(a + BT)dT (5.76) Подставим выражение С в уравнение (5.76), преобразуем формулу: 2 " 2 (5.77) (5.78) а + С. интегральная величина, и 5.4.3. Флегматизирующие концентрации Определение величин флегматизирующих концентраций нейтральных газов базируется на использовании уравнения (5.77), где в качестве вводится предельная температура горения флег-матизированных стехиометрических горючих смесей, равная (1380±50)/Г = Г. Для получения расчетного соотношения запишем некоторые частные соотношения между концентрациями компонентов смеси, включая флегматизатор, горючее и воздух. Стехиометрические концентрации компонентов смеси-горючего и воздуха-синхронно снижаются с ростом доли флегматизатора в смеси, но соотношение между ними всегда соответствует стехиометрии реакции горения. Поэтому введены теоретические концентрации, которые количественно ниже исходных, но соответствуют стехиометрическому соотношению компонентов, рассчитанньгх в отсутствии флегматизатора. Запишем ряд очевидных соотношений, вытекающих из уравнения химической реакции горения смеси: Заказ 1592 1 +/3-4,76 (р1 + (Рг=(РгО + 4,16Р); (5.81) С° = Св-(Рв +Cj.-(p°, (5.82)1 где (р - доля воздуха; (pj - доля горючего газа; (р - дс флегматизатора; С - мольные теплоемкости смеси, i и горючего; (р, q>° - мольные доли воздуха и горючего в исходной смеси; /3 - стехиометрический коэффициент перед окислителе\ в уравнении реакции (5.83) 7п(1 +4,76)3) После преобразований уравнения (5.83) относительно кон-цент-< рации флегматизатора, выраженного в процентах, получим формулу для определения флегматизирующей концентрации него-рючего i <Рнг=100----- (5.84)1 Для определения величины флегматизирующей концентрации! химически активных ингибиторов, содержащих атомы брома,! необходимо учесть, что в зоне горения эти вещества распадаются! с выделением активного атома брома. В результате распада пог- лощается большое количество тепла, что способствует энергично охлаждению зоны горения и снижению ее температуры. С учетом этого эффекта формула для расчета флегматизирующих концентраций ХАИ может быть представлена уравнением: = 100- 1 + 4,76/3 (5.85) Здесь величина определяется энергией разрыва связи С-Вг. Если молекула ХАИ содержит один атом брома, то 1Ш= 238 кДж/моль; если два атома брома, то АЯ, = 2-238 кДж/моль и т. д. 5.4.4. Предельная температура адиабатического пламени. Треугольник флегматизации Проведем расчет предельной температуры адиабатического пламени, основываясь на положении о равенстве температур самовоспламенения и адиабатической температуры горения предельной смеси. Запишем очевидные соотношения для смесей, состав которых отличен от стехиометрического: о 7, бнАКг г"~г- > (5.86) (5.87) где, , - адиабатическая температура пламени и самовоспламенения стехиометрической смеси; Г., 7 - температура пламени и самовоспламенения смесей, содержащих горючее в количестве У; - средние по составу теплоемкости в соответствующем диапазоне температур; -низшая теплота реакции. Разделив уравнение (5.87) на (5.86), получим: Y =Y поэтому г(прУ Т=Т=Т , |
© 2007 RCSZ-TCC
Телеком оборудование Поддержка сайта: rcsz-tcc.ru@r01-service.ru +7(495)795-01-39, номер 607919 |