Расчёт давления взрыва при различных концентрациях горючего в газо-воздушной смеси
ЦвС3Н6 = 11% об цвСН4 = 14,1% об цвС2Н4 = 34% об В соответствии с правилом Ле-Шателье цСМ = 1/(мС3Н6/цС3Н6) + (мСН4/цСН4) + (мС2Н4/цС2Н4) = 1/(0,3/11) + (0,5/14,1) + (0,2/34) = 1/ 0,069=14,6% об Зависимости температуры и давления взрыва от концентрации горючего беру на основании расчётных данных, приведённых в таблицах. Из анализа полученных расчётных зависимостей Твзр=f (цг) и Рвзр=f (цг) можно… Читать ещё >
Расчёт давления взрыва при различных концентрациях горючего в газо-воздушной смеси (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Величина давления в сосуде определяется температурой взрыва и изменением числа молей в ходе химического превращения.
Р взр = Р0 (Твзр • nпг / Т0 • nгс) Количество молей в исходной горючей смеси.
nгс = nг + б • n0 в где б • n0в — практическое количество молей воздуха в газо-воздушной смеси.
Например, для смеси с концентрацией горючего, равной НКПР.
nгс = 1+7,08 • 13,442= 96,2 моль/моль, а давление взрыва Р взр =98•839• 96,92/275• 96,2= 301 кПа Таким образом, давление при взрыве смеси на нижнем концентрационном пределе возрастает? в 3,1 раза .
Для стехиометрической смеси б = 1, тогда.
nгс = 1+ 1 • 13,442 = 14,442 моль/моль Рвзр = 98•3088• 15,21/275• 14,442 =1158 кПа При взрыве стехиометрической смеси давление в системе возрастёт в? 11,8 раз.
Расчёты величины давления взрыва провожу и для других концентраций горючего. Полученные значения заношу в таблицу.
nгс 1,2цн = 1+5,87 • 13,442= 79,9 моль/моль.
nгс 1,4цн = 1+5,04 • 13,442= 68,7моль/моль.
nгс 0,8цстех = 1+1,27 • 13,442= 18,1 моль/моль Р взр1,2цн =98•934• 80,66/275• 79,9=336 кПа Р взр1,4цн =98•1024• 69,51/275• 68,7= 369 кПа Р взр0,8цстех =98•2622• 18,83/275• 18,1=972 кПа.
Расчётные параметры. | Концентрация горючего. | ||||
цн. | 1,2цн. | 1,4цн. | 0,8цстех. | цстех. | |
цг % об. | 1,04. | 1,248. | 1,456. | 5,536. | 6,92. |
nгс, моль/моль. | 96,2. | 79,9. | 68,7. | 18,1. | 14,442. |
Р взр, кПа. | |||||
Р взр/ Р0. | 3,1. | 3,4. | 3,8. | 9,9. | 11,8. |
Построение зависимости Твзр=f (цг) и Рвзр=f (цг) и оценка возможности разрушения технологического оборудования при взрыве газо-воздушной смеси.
Для установления концентрационных границ взрыва газо-воздушной смеси горючих веществ заданного состава рассчитаем верхний концентрационный предел распространения пламени. Согласно справочным данным.
цвС3Н6 = 11% об цвСН4 = 14,1% об цвС2Н4 = 34% об В соответствии с правилом Ле-Шателье цСМ = 1/(мС3Н6/цС3Н6) + (мСН4/цСН4) + (мС2Н4/цС2Н4) = 1/(0,3/11) + (0,5/14,1) + (0,2/34) = 1/ 0,069=14,6% об Зависимости температуры и давления взрыва от концентрации горючего беру на основании расчётных данных, приведённых в таблицах. Из анализа полученных расчётных зависимостей Твзр=f (цг) и Рвзр=f (цг) можно сделать следующие выводы.
1. С увеличением содержания горючего в газо-воздушной смеси от концентрации, равной нижнему концентрационному пределу распространения пламени до стехиометрической концентрации температура и давление взрыва увеличиваются. Температура взрыва повышается в 3,7 раза, а давление взрыва в 3,8 раза. Максимальное значение давления взрыва для заданной газо-воздушной смеси составляет 1158 кПа, что превышает начальное давление в 11,8 раз.
Рис. 1 — Зависимость температуры взрыва от концентрации горючего в газо-воздушной смеси
При взрыве газо-воздушной смеси с концентрацией горючего выше % давление взрыва превысит предельное значение, установленное для данного технологического оборудования, в связи, с чем возникнет опасность его разрушения.