ТГиВ гептан. Курсовик-ТгиВ. Исследование пожароопасных свойств гептана

• Название: Исследование пожароопасных свойств гептана
• Анкор: ТГиВ гептан
• Дата: 22.04.2022
• Размер: 366.62 Kb.
• Имя файла: Курсовик-ТгиВ.docx
• Тип: Курсовая; #490997
• страница: 4 из 10

Расчет объема и процентного состава продуктов горения индивидуального вещества

1. 
   Записываем уравнение реакции горения:
   

C₇H₁₆ + 11(O₂ + 3,76N₂)→ 7CO₂ + 8H₂O + 11× 3,76N₂

По уравнение реакции горения определяем количество каждого из продуктов сгорания:

n(CO₂) = 7 кмоль n(H₂O) = 8 кмоль

n(N₂) = 11*3,76 = 41.36 кмоль

Поскольку горение протекает с избытком воздуха (α>1), необходимо учесть остаточный кислород в продуктах сгорания и азот в избытке воздуха:

∆𝑛(𝑂₂) = 𝛽 ∗ (𝛼 − 1) = 11 ∗ (3,75 − 1) = 30,25 кмоль

∆𝑛(𝑁2) = 3,76 ∗ 𝛽 ∗ (𝛼 − 1) = 3,76 ∗ 11 ∗ (3,75 − 1) = 38,6 кмоль

Таким образом, практический состав продуктов сгорания следующий:

n(CO₂) = 7 кмоль

n(H₂O) = 8 кмоль

n^практ(N₂) = n(N₂) + ∆n(N₂) = 41,36+ 38,6 = 79.96 кмоль

n^практ (O₂) = 30,25 кмоль

2. 
   Определяем общее количество продуктов сгорания при сжигании 1 кмоля горюче
   

= 7 + 8 + 79,96 + 30,25 = 125.21 кмоль

Определяем процентный состав продуктов горения:






%
Поскольку известно, что 1 кмоль любого газа или пара при одинаковых условиях занимает одинаковый объем, то найденные концентрации будут являться объемными концентрациями продуктов сгорания.

3. 
   Определяем общее количество продуктов сгорания при сжигании 1 кг горючего, для этого необходимо составить пропорцию:
   

Рассчитаем, какой объем занимает 1 кмоль газообразных веществ при заданных температуре и давлении.



Объем продуктов сгорания составит:



При сжигании 1 кг гептана при заданных условиях выделяется 30,6 м³ продуктов сгорания, из них : СО₂ – %; H₂O – %; N₂ – %;

О₂ – %.
Расчет объема и процентного состава продуктов горения вещества сложного элементного состава
В этом случае теоретический выход продуктов горения определяется как сумма продуктов горения каждого элемента, входящего в состав вещества.

Представить гептан 𝐶₇𝐻₁₆ как вещество сложного элементного состава. Определить объем и состав в объемных % продуктов горения, образовавшихся при сгорании 1кг. этого вещества. Начальная температура окружающей среды 27 ^оС, давление 101,9 кПа, коэффициент избытка воздуха

𝛼 = 1,4

Решение:

1. 
   Вычислим массовые доли элементов в веществе. Молярная масса гептана составляет:
   

𝑀(𝐶7𝐻16) = 12 ∗ 7 + 1 ∗ 16 = 100 кг/кмоль;
w(С) = (7× 12/100) × 100 = 84%

w(H) = (16×1/100) × 100 = 16%

2. 
   Условия отличаются от нормальных, следовательно, необходимо определить, какой объем будем занимать 1 кмоль любого газообразного вещества при данных условиях (расчет V_м).
   

Для заданных в задаче условий:

м3/кмоль

Вычислим число киломолей каждого компонента продуктов горения.







В состав продуктов горения входит избыточный воздух:

Поскольку в рассматриваемом случае горение протекает с избытоком воздуха ( ), необходимо учесть остаточный кислород в продуктах сгорания и азот в избытке воздуха:



𝑛(ПГ) = 0,069 + 0,08 + 1,25+0,41= 1,8 кмоль

3. 
   Суммарный объем продуктов горения составит:
   

𝑉(ПГ) = 𝑛(ПГ) ∗ 𝑉𝑀 = 1,8 ∗ 30,6 = 55,08м³

4. 
   Процентный состав продуктов горения:
   

Ответ: Объем продуктов горения гептана при заданных условиях составляет 55,08м³, объемные доли продуктов горения составили: 𝜑(𝐶𝑂2) = 3,83%; 𝜑(𝐻₂𝑂) = 4,4%; 𝜑(𝑁₂) = 22,78%; 𝜑(∆_возд) = 69,44%.