Материал: Методические указания по выполнению практических работ студентов по дисциплине «Теория горения и взрыва». Горшков А.Г., Калач А.В

Vв 23,8 4 95,2 м3;

VПГ 25,8 4 103,2 м3.

4. Рассчитаем состав продуктов горения:

Ответ: на сгорание 4 м3 пропана необходимо 95,2 м3 воздуха, при этом образуется 103,2 м3 продуктов горения,

из которых СО2 – 11,6 %, Н2О – 15,5 %, N2 – 72,9 %.

Пример 3. Сгорает 100 кг ацетона. Рассчитать действительные объёмы воздуха и продуктов горения, если коэффициент избытка воздуха равен 2. Условия нормальные.

Решение. Сгорает индивидуальное химическое соединение в конденсированном состоянии.

1. Составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

С3Н6О + 4·(О2 + 3,76·N2) = 3·CО2 + 3·Н2О + 4 3,76·N2

2. Объём воздуха, необходимый для сгорания 1 кг ацетона рассчитываем по формуле (7), учитывая при этом, что масса одного киломоля ацетона составляет 58 кг/кмоль:

Vвтеор (4 4 3,76) 22,4 7,4 м3/кг. 1 58

3. Действительный объём воздуха, пошедшего на сгорание 1 кг ацетона, рассчитывается с учётом коэффициента избытка воздуха :

Vвдейств 2 7,4 14,8 м3/кг. 4. Избыток воздуха составит:

Vв 14,8 7,4 7,4 м3/кг.

5. Теоретический объём продуктов горения рассчитываем по формуле (14):

9

VПГтеор (3 3 4 3,76) 22,4 8,1 м3/кг.

1 58

6.Действительный объём продуктов горения составит:

VПГдейств 8,1 7,4 15,5 м3/кг.

7.Объём воздуха теоретически необходимого для сгорания 100 кг ацетона составит соответственно 740 м3 (7,4·100), при этом выделится 1 550 м3 продуктов сгорания.

Ответ. При сгорании 100 кг ацетона объём воздуха при нормальных условиях составит 1 480 м3, а объём продуктов горения – 1 550 м3.

Примечание. Если в процессе горения были заданы температура или давление, отличающиеся от нормальных условий, то объём продуктов горения и воздуха рассчитывается с учётом объёма, который занимает один кмоль газа при этой температуре или давлении:

где V0 = 22,4 м3, Р0 = 101,3 кПа; Т0 = 273 К; Т и Р заданные температура и давление.

Пример 4. Газовая смесь объёмом 10 м3 , состоящая из 30 % ацетилена, 40 % пропана, 20 % углекислого газа и 10 % сгорает с 40 %-ным избытком воздуха. Вычислить объём воздуха, принимающего участие в горении, если процесс протекает при нормальных условиях.

Решение.

1. Составляем уравнения реакций горения горючих газов смеси в воздухе:

С2Н2 + 2,5 (О2 + 3,76 N2) = 2 СО2 + Н2О + 2,5 3,76 N2 С3Н8 + 5 (О2 + 3,76 N2) = 3 СО2 + 4 Н2О + 5 3,76 N2

2. Рассчитаем теоретические объёмы воздуха при полном сгорании 1м3 газовой смеси (формула 8):

2,5 30 5 40 10

10

3. Рассчитаем действительные объёмы воздуха с учётом 40 % - ного избытка воздуха ( = 1,4).

Vвдейств 1,4 12,62 17,67 м3/м3;

4. Поскольку объём горючей смеси составлял 10 м3, действительный объём воздуха составят 176,7 м3 соответственно.

Пример 5. Определить объёмы воздуха и продуктов горения при сжигании 2 кг горючего вещества, имеющего элементный состав: С = 50 %; Н = 10 %; N = 10 %; золы = 12 %; влаги = 18 %. Считать, что воздух и продукты горения находятся при нормальных условиях.

Решение. Для решения задачи воспользуемся форму-

лами (9) и (15).

VПГ теор 1,86 0,5 (11,2 0,1 1,24 0,18)

0,01 7 50 21 10 0,8 10 0,12 8,07 м3 кг.

При сгорании 2 кг горючего вещества образуется соответственно 14,34 и 16,14 м3 воздуха и продуктов горения.

Ответ. При сгорании 2 кг горючего вещества образуется соответственно 14,34 и 16,14 м3 воздуха и продуктов горения.

1.3. Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Рассчитать объём воздуха и продуктов горения (в об. %), образующихся при сгорании 10 кг вещества (табл. 2), если горение происходит при заданных условиях (табл. 2) и коэффициенте избытка воздуха (табл. 2). Объём продуктов горения считать приведённым к заданным условиям.

11

Таблица 2

Заданные условия горения некоторых органических веществ

Задача 2. Рассчитать объём воздуха и продуктов горения при сгорании горючего газа (табл. 3) объёмом V м3 при заданных условиях (табл. 3), если горение происходит при избытке воздуха .

12

Таблица 3 Заданные условия горения некоторых органических

Веществ

Задача 3. Определить объём и состав продуктов горения (в об. %) смеси газов (табл. 4), если горение происходит при коэффициенте избытка воздуха

13