Курсовая работа: Курсовая работа по дисциплине Теория горения и взрыва Вариант 27 Выполнил студент группы

Для определения тротилового эквивалента взрыва паровоздушного облака необходимо знать для 4-метил-2-этилпентанола Qн = 2127,9 К (п.1.1.2.). Учитывая, что масса 1 моля равна 4-метил-2-этилпентанола 130×10^-3 кг/моль,Q_н = Доля потенциальной энергии, перешедшей в кинетическую энергию при взрыве облака парогазовой смеси принимается равной g = 0,4. Энергия взрыва 1 кг тротила Q_тнт = 4,19×10³ кДж/кг.Подставляя эти величины в формулу: , получим:М _тнт = _{Таким образом, взрыв паровоздушного облака, образовавшего 1 кг} 4-метил-2-этилпентанола _{эквивалентен взрыву 1,56 кг тротила.}Безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны при взрыве паровоздушной смеси согласно (36) будет равно:R_без= 15 ³√1,56 ≈ 19 м.Часть 2.Сравнение полученных расчетных значений со справочными данными.2.1. Все рассчитанные параметры горения и взрыва 4-метил-2-этилпентанола заносят в табл. 4.Таблица 4Расчетные значения параметров горения и взрыва 4-метил-2-этилпентанола

Параметр горения и взрыва	Адиабат. тем-ра горения,Тад	Тем-ра взрыва, Твзр	КПР	МФК (N2)	МВСК	ТПР	Тем-ра самовоспл., Тсв	Макс.давл. взрыва, Рmax	Тротил эквивалент вещества, ηТНТ
Значение параметра	2127,9К	2919,58К	0,93 и 6,4%	43,47%	11,57%	341,55К (68,550С)	528К	1157,9 кПа (1,158 МПа)	1,56 кг

В справочной литературе или в Интернете для вещества 4-метил-2-этилпентанола были найдены известные показатели пожарной опасности вещества и составлена таблица 5. справочных значений. Эти величины взяты эти из источника:

https://studbooks.net/2295798/matematika_himiya_fizika/sravnenie_poluchennyh_raschyotnyh_znacheniy_spravochnymi_dannymi.Таблица 5.Справочные значения показателей пожарной опасности вещества 4-метил-2-этилпентанола

Параметр горения и взрыва	Адиабат. тем-ра горения,Тад	Тем-ра взрыва, Твзр	КПР	МФК (N2)	МВСК	ТПР	Тем-ра самовоспл., Тсв	Макс.давл. взрыва, Рmax	Тротил эквивалент вещества, ηТНТ
Значение параметра	2371К	2887К	0,92-6,34 %	49,7 %	10,38 %	68,5- 102,40С	579 К	1,13 МПа	9,1 кг

2.2. На основании анализа параметров горения и взрыва 4-метил-2-этилпентанола и сравнения расчетных и экспериментальных значений можно сделать вывод, что погрешности расчетных методик удовлетворительные Следовательно, предложенные расчётные методы можно использовать для определения параметров горения и взрыва вещества 4-метил-2-этилпентанола.На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что 4-метил-2-этилпентанол является легковоспламеняющейся опасной жидкостью. Часть 3. Определение параметров взрыва паровоздушной смеси в помещении3.1. Количество 4-метил-2-этилпентанола (в кг), которое должно испариться в помещении размерами 7,0×4,0×3,0 м чтобы в тем создалась наиболее взрывоопасная паровоздушная смесь, находят из условия образования в помещении паровоздушной смеси стехиометрического состава. Для этого из уравнения материального баланса горения находят стехиометрическую концентрацию вещества 4-метил-2-этилпентанола. Из уравнения горения 4-метил-2-этилпентанола:C₈ H₁₈ O + 12О₂ + 12∙ 3,76 N₂  8СО₂ + 9Н₂О + 12 ∙ 3,76 N₂видно, что стехиометрическая смесь 4-метил-2-этилпентанола с воздухом содержит 1 моль 4-метил-2-этилпентанола, 12 моль кислорода и 12×3,76 моль азота. Концентрация горючего в такой смесиПо рассчитанной концентрации вещества и известному объему помещения

V_пом.= 7,0×4,0×3,0 = 84 м³находим объем паров 4-метил-2-этилпентанола Воспользовавшись табл. I приложения, где приведеныатомные массы углерода, водорода и кислорода, найдем молекулярную массу 4-метил-2-этилпентанола (C₈ H₁₈ O):М = 12∙8 + 1∙18 + 16∙1= 130,это означает, что масса 1 кмоля 4-метил-2-этилпентанола равна m(C₈ H₁₈ O) = 130 кг/кмоль, а количество киломолей испарившегося 4-метил-2-этилпентанола составит:n_C8H18O = Зная объем паров, рассчитывают их массу, воспользовавшись понятием киломоля вещества.m_C8H18O = 3.2. Тротиловый эквивалент взрыва (МТНТ) парогазовой смеси в помещении рассчитывают по формуле 34:принимая, что теплота взрыва приблизительно равна низшей теплоте сгорания вещества, а доля потенциальной энергии перешедшей в кинетическую энергию взрыва (γ) при взрыве паровоздушной смеси в помещении равна 1.Учитывая, что масса 1 моля равна 4-метил-2-этилпентанола 130×10^-3 кг/моль,Q_н = Доля потенциальной энергии, перешедшей в кинетическую энергию при взрыве облака парогазовой смеси принимается равной g = 0,4. Энергия взрыва 1 кг тротила Q_тнт = 4,19×10³ кДж/кг.Подставляя эти величины в формулу: , получим:М _тнт = _{Таким образом, взрыв паровоздушного облака, образовавшего 1 кг} 4-метил-2-этилпентанола _{эквивалентен взрыву 1,56 кг тротила.}3.3. Безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны при взрыве паровоздушной смеси согласно (36) будет равно:R_без= 15 ³√1,56 ≈ 19 м.3.4. Для определения количества диоксида углерода (M_СО2 в кг), необходимого для предотвращения взрыва в помещении, находят его минимальную флегматизирующую концентрацию, затем его объем и массу.Для расчета минимальной флегматизирующей концентрации (МФК) диоксида углерода в паровоздушной смеси используют уравнение теплового баланса и понятие предельной адиабатической температуры горения.

_{МФК найдем из условия предельной адиабатической температуры горения стехиометрической смеси, формула (24), где Тг = 1500 К:}V_ф=Поскольку при этих условиях сгорание идет в основном с образованием СО, определим низшую теплоту сгорания 4-метил-2-этилпентанола для такого случая.Запишем химическое уравнение горения 4-метил-2-этилпентанолаC₈ H₁₈ O + 8О₂  8СО+ 9Н₂О Низшая теплота сгорания 4-метил-2-этилпентанола в этом случае, по закону Гесса равна :Q_н=∆Н⁰_fCО ∙ 8 + ∆Н⁰_fН2О ∙ 9- ∆Н⁰_fC8Н18О ∙ 1Подставляя значения теплот образования, взятых из табл. II приложения, получимQ_н= 112,7 ∙ 8 + 242,2 ∙ 9 – 385 = 2696,4кДж/моль.Теперь составим уравнение материального баланса процесса горения метана, включив в него и флегматизатор (СО₂)C₈ H₁₈ O+8О₂+8∙ 3,76 N₂+ nф СО₂  8СО+ 9Н₂О + 8∙ 3,76 N₂+ nф СО₂,Уравнение: для данного случая примет вид:V_ф=Из правой части уравнения материального баланса видно, что объем продуктов горенияV_СО=8 моль/моль, V _Н2О= 9 моль/моль, V _N2=8∙ 3,76=30,08 моль/мольПодставляя значения Qн, Тг = 1500 К, С_Рпгi взятые из табл. 1 на стр. 16 ,получим, что объем флегматизатора, соответствующий МФКV_ф== 30,056 моль/мольПерепишем уравнение материального баланса для сгорания смеси предельного составаC₈ H₁₈ O+8О₂+8∙ 3,76 N₂+30,06 СО₂  8СО+ 9Н₂О + 8∙ 3,76 N₂+ 30,06 СО₂,В исходной горючей смеси (левая часть уравнения) на 1 моль 4-метил-2-этилпентанола приходится O₂n = 8 моль кислорода, N₂ n = 8∙3,76 моль азота и ф(СО₂) n = 30,06 моль флегматизатора.Минимальная флегматизирующая концентрация паров СО₂ будет равна:

_кмольm_CO2 = 3.5. Результаты расчетов, выполненных по пунктам 3.1-3.4, оформлены в виде таблицы (табл. 6).Таблица 6.Результаты расчетов.

Расчетные параметры	Наиболее взрывоопасная концентрация вещества А в паровоздушной смеси, φстех, % (об.)	Количество вещества, создающее наиболее взрывоопасную паровоздушную смесь в помещении	Тротиловый эквивалент взрыва МТНТ, кг	Безопасное расстояние по действию воздушной ударной волны Rбез, м	Количество необходимого СО2 для предотвращения взрыва CO2 M , кг
Численные значения параметров	1,72	3,75 кмоль	1,56	19	1912,68

Список литературы1. Корольченко, А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. – 2-е изд., перераб. и доп. / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко – М.: Асс. «Пожнаука», 2004.2. ГОСТ12.1.044–2018Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. М.:Стандартинформ,2018.– 90 с.3. Корольченко, А.Я. Процессы горения и взрыва / А.Я. Корольченко – М.: Пожнаука, 2007. – 266 с.4. Портола, В. А. Расчет процессов горения и взрыва / В. А. Портола, Н. Ю. Луговцова, Е. С. Торосян – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 108 с.5. Основные правила и методические рекомендации по оформлению контрольных работ и курсовых работ (проектов) слушателями факультета заочного обучения / сост. А.А.Покровский, С.А.Никитина, Д.Г.Снегирев. - Иваново: ООНИ ИвИ ГПС МЧС России, 2011. – 29 с.6. Петров, А.В. Основы теории самовоспламенения. Самовозгорание веществ и материалов / А.В.Петров, Т.А.Мочалова, Д.В.Батов. – Иваново: ООНИ ИвИ ГПС МЧС России, 2008. – 64 с.7. Батов, Д.В. Расчетно-аналитические зависимости для решения задач по курсу «Теория горения и взрыва»: справочный материал / Д.В. Батов, Т.А. Мочалова, А.В. Петров. – Иваново: ООНИ ИвИ ГПС МЧС России,2008.–35 с.8. Марков, В.Ф. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. / В.Ф. Марков, Л.Н. Маскаева, М.П.Миронов, С.Н. Пазникова. - Екатеринбург: Изд-во УрО РАН. 2009. – 274 с.