Расчёт КПРП по аппроксимационной формуле
По аппроксимационной формуле можно рассчитывать значении и нижнего, и верхнего концентрационных пределов распространения пламени для стандартных условий, т.е. при температуре 25 оС или 298 К:
, (36)
где b - стехиометрический коэффициент при кислороде (число молей кислорода, необходимое для полного сгорания 1 моля горючего вещества, определяемое по уравнению реакции горения);
a, b – константы, имеющие определённы значения для НКПРП и ВКПРП в зависимости от значения b, приведённые в таблице 21.
Таблица 21
| Предел распространения пламени | a | b |
| Нижний | 8,684 | 4,679 |
| Верхний | ||
| b £ 7,5 | 1,550 | 0,560 |
| b > 7,5 | 0,768 | 6,554 |
При температурах, отличных от 298 К (25 оС), КПРП рассчитываются по формулам:
(37)
(38)
Для перевода значения КПРП из объёмных единиц в весовые, можно воспользоваться формулой:
, (39)
где М – молярная масса вещества, кг/кмоль;
V – объём парогазовоздушной смеси при заданных условиях (для нормальных условий V = 22,4 м3/кмоль).
Пример: Рассчитать КПРП метана в воздухе (в % и кг/м3)при температуре 17 оС и давлении 100 кПа., пользуясь аппроксимационной формулой.
Решение:
|
|
|
1. Для того, чтобы определить число молей кислорода, идущее на полное сгорание 1м3 метана, записывается уравнение горения метана в воздухе:
СН4 + 2 (О2 + 3,76 N2) = СО2 + 2Н2О + 2 * 3,76 N2
Из уравнения видно, что b = 2
2. По аппроксимационной формуле рассчитываются значения jн и jв, воспользовавшись значениями a и b, взятыми из табл.21. При расчете ВКПРП учитываем, что b = 2 < 7,5:
3. По формулам пересчитываем значения КПРП при температуре 17+273 = 290 К:
4. Рассчитывается молярная масса вещества:
М = 12 + 4×1 = 16 кг/кмоль
5. Согласно объединённому газовому закону рассчитывается молярный объём при температуре 17 оС или 290 К:
6. Рассчитываются КПРП по формуле:
Ответ:КПРП природного газа при 17оС составляют 4,63 – 27,03 % или 0,03 – 0,18 кг/м3.
Расчёт КПРП для смеси горючих веществ
В том случае, если горючее вещество представляет из себя смесь веществ с известными КПРП, то пределы распространения пламени для такой смеси при 25 оС можно установить, пользуясь Формулой Ле-Шателье:
(40)
где m I – мольная доля i – го вещества в смеси;
j iн(в) – значение НКПРП или ВКПРП i – го вещества.
Данная формула справедлива для большинства горючих смесей, хотя в некоторых случаях могут наблюдаться отклонения, связанные с химическим взаимодействием веществ. Пересчёт КПРП для температуры, отличной от 298 К, также осуществляется по формулам (37, 38).
|
|
|
Пример: Определить КПРП смеси, состоящей из 45 об. % метана и 55 об. % бутана при температуре 37 оС.
Решение:
1. Значения КПРП индивидуальных веществ – метана и бутана находим в табл. IV приложения:
для метана jн = 5 %; jв = 15 %.
для бутана jн = 1,86 %; jв = 8,41 %.
Рассчитываем КПРП по формуле Ле-Шателье:
2. По формулам пересчитываем значения КПРП при температуре 37+273 = 310 К:
Ответ:КПРП газовой смеси при 37оС составляют 2,53 – 10,67 %.
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 248; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!