Определить адиабатическую температуру горения

Этилового спирта в воздухе

Решение: Расчет проводим по схеме, приведенной в табл.2.3.

1. Так как горючее индивидуальное, для определения объема и состава продуктов горения запишем уравнение химической реакции горения:

С₂Н₅ОН+3О₂+3∙3,76N₂=2СО₂+3Н₂О+3∙3,76N_2,

 

следовательно, продукты горения состоят из:

 

V_co2=3 моля, V_Н2О=3 моля, V_N2=11,28моля, V_Пr=17,28 моля.

 

2. Низшую теплоту сгорания определим по формуле (2.2) Из табл.3приложениянаходим теплоту образования горючего- 278,2кДж/моль: Q_н=3∙396,9+3∙242,2-278,2=1639,1 кДж/моль;

3. Средняя энтальпия продуктов горения:

 

∆Н _ср =

4. Так как ∆Н _ср выражена в кДж/моль, по табл.1приложения выбираем, ориентируясь на азот, первую приближенную температуру горения Т₁=2500⁰С

5. Рассчитаем теплосодержание продуктов горения при 2500⁰С по формуле (2.13):

 

Q¹_пr=139,9∙3+115,1∙3+85,1∙11,28=1687,2 кДж/моль;

 

Сравниваем Q_н  и Q_пr,так как Q_пr>Q_н выбираем температуру горения равной 2400⁰С.

6. Рассчитываем теплосодержание продуктов горения при температуре равной 2400⁰С:

 

Q²_пr=133,0∙3+109,6∙3+81,5∙11,28=1646,7 кДж/моль; так как Q²_пr>Q_н, принимаем температуру равной 2300⁰С

 

Q³_пr=126,9∙3+104,1∙3+77,8∙11,28=1570,6 кДж/моль.

 

7. Так как Q³_пr<Q_н<Q²_пrопределим температуру горения:

 

Т_r^*=2300+ ⁰C

 

Определить адиабатическую температуру горения органической массы, состоящей из: С-60%, Н-7%, О-25%, W-8%.

Решение:

1. Так как горючее представляет собой сложное вещество, состав продуктов горения рассчитываем по формулам(1.16 и 1.19):

 

V_co2=1.86∙60/100+1,12 м³/кг;

 

V_Н2О=11,2 ∙7/100+1,24∙8/100=0,88 м³/кг;

 

V_N2=1/100∙7∙60+21(7-25/8)=5,01 м³/кг

 

2. Общий объем продуктов горения равен: V_Пr=7,01 м³/кг.

3. Определим низшую теплоту сгорания вещества по формуле Д.И.Менделеева (2.3):

 

Q_н=339,4∙60+1157∙7-108,9∙25-25,1(9∙7+8)=23958,4 кДж/кг;

 

4. Определим среднюю энтальпию продуктов горения:

 

∆Н _ср =23958,4/7,01=3417,7кДж/м³

5. Так как величина энтальпии рассчитана в кДж/м^3. первую приближенную температуру выбираем по табл.2 приложения. Ориентируясь на азот, принимаем Т₁=2100⁰С

6. Рассчитаем теплосодержание продуктов горения при 2100⁰С по формуле (2.13):

 

Q_пр=5118,2∙1,12+4166,1∙0,88+3142,9∙5,01=25144,5 кДж/кг

 

7. Из сравнения Q_н  и Q_пr,так как Q_н Q_пр выбираем вторую приближенную температуру 1900⁰С. Рассчитываем теплосодержание продуктов горения при 1900⁰С:

 

Q²_пr=5118,2∙1,12+3693,5∙0,88+2818,2∙5,01=22498,8 кДж/кг

 

8. Так как Q²_пr Q_н<Q¹_пrопределим температуру горения:

 

Т_r^*=1900+ =2010⁰С

Рассчитать действительную температуру горения фенола

 (∆Н_обр=4,2 кДж/моль), если потери тепла излучением составили 25% от Q_н,,  а коэффициент избытка воздуха при горении – 2,2

Решение:

1. Определим состав продуктов горения:

 

С₆Н₅ОН+7О₂+7∙3,76N₂;

Vco₂=6 моль,

VН₂О=3 моля,

VN₂=26,32моля,

∆V_в=(7+7∙3,76)(2,2-1)=39,98 моля,

V_Пr=75,3моля.

 

2. Определим низшую теплоту сгорания фенола (формула2.2):

 

Q_н=7∙396,9+3∙242,2-1∙4,2=3500,7 кДж/моль.

 

3.Так как по условию задачи 25%тепла теряется, то определим количество тепла, пошедшее на нагрев продуктов горения (теплосодержание продуктов горения при температуре горения)(формула 2.11.):                                                               

 

Q_пr=33500,7 (1-0,25)=2625,5 кДж/моль

 

4. По формуле(2.15)определим действительную температуру горения:  

 

Т_r=273+2625,5/10^-3∙(50,85∙6+39,87∙3+31,81∙26,32+32,26∙39,98) =1302К.

Контрольные задачи

 

5. Определить как изменяется адиабатическая температура горения в гомологическом ряду предельных углеводородов(на примере метана, пропана, пентана, гептана). Построить график зависимости температуры горения от молекулярной массы горючего вещества.

6. Определить, как изменится адиабатическая температура горения древесины состава: С-49%, Н-8%, О-43%, если содержание влаги (сверх100%)составляет 0% ; 5%; 15%. Построить график зависимости температуры горения от влажности горючего

Примечание : при решении задачи необходимо состав древесины пересчитать так , чтобы количество всех компонентов ( в том числе воды) составляло 100%.

7. Определить: как измениться адиабатическая температура горения бензола в воздухе и окислительной среде, содержащей 25;30;40% кислорода. Построить график зависимости температуры горения от содержания кислорода.

8. Рассчитать действительную температуру горения газовой смеси, состоящей из 45%Н₂; 30%С₃Н₈;15% О₂; 10% N₂, если потери тепла составили 30% от Q_н, а коэффициент избытка воздуха при горении равен 1,8.

9. Определить количество сгоревшего антрацита (С=100%) в помещении объемом 180м³, если среднеобъемная температура возросла с 305 до 625К.

10. Рассчитать действительную температуру горения бутано- воздушной смеси стехиометрической концентрации и на нижнем концентрационном пределе воспламенения (1,9% бутана и 98,1% воздуха), если потери тепла излучением составили 20%от низшей теплоты сгорания.

11. Определить  как измениться температура горения ацетилена при разбавлении его азотом в количестве 10; 20; 30%, если потери тепла излучением составляют25% от низшей теплоты сгорания. Коэффициент избытка воздуха-1.2. Построить график зависимости температуры горения от содержания азота в ацетилене.

12. Определить время горения толуола, при котором температура в помещении объемом 400м³повыситься с 295 до 375К, если скорость его выгорания 0,015кг/(м²с), а площадь пожара 50 м³. При расчете пренебречь приращением объема продуктов горения над расходуемым воздухом.

 

Домашнее задание 3

 

Рассчитать температуру горения i-го вещества (табл. 2.4)

Таблица 2.4.

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 5194; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!