Тгв. Курсовая работа по дисциплине Теория горения и взрыва

• Название: Курсовая работа по дисциплине Теория горения и взрыва
• Дата: 12.12.2022
• Размер: 30.38 Kb.
• Имя файла: Тгв.docx
• Тип: Курсовая; #840404

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермский государственный аграрно-технологический университет

имени академика Д.Н. Прянишникова»

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»


КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория горения и взрыва»

Вариант № 11


Выполнил: студент 5 курса

Факультета заочного обучения

Направления подготовки

«Техносферная безопасность»

__________________________

Шифр: ТБб -______

Группа: ТБб-2019
Проверил: д.т.н., профессор

Костарев Сергей Николаевич


Пермь, 2022

Содержание

1 Материальный баланс процесса горения 3

1.1 Практическая работа №1 3

Задание 1 3

Задание 2 4

3 Концентрационные пределы воспламенения 5

3.1 Практическая работа №5 5

Задание 1 5

4 Температурные параметры пожарной опасности веществ. Температурные пределы распространения пламени (ТПРП) 7

4.2 Практическая работа №7 7

Задание 1 7

1 Материальный баланс процесса горения

1.1 Практическая работа №1

Тема: «Расчёт количества воздуха, необходимого для горения веществ».

Цель работы: ознакомиться с классификацией процессов горения, сформировать представления про основные параметры, характеризующие пожарную опасность веществ в разных агрегатных состояниях, освоить способы определения этих параметров. Освоить расчеты необходимого количества воздуха для горения.

Задание 1

Рассчитать объем окислительной среды, м3, необходимый для горения i-того горючего вещества.

№ Варианта	Горючее вещество	Химическая формула	Кол-во горючего вещества	Состав окислительной среды	Условия горения
11	Сплав	Мg-20% Al-80%	1 кг	Воздух	Т=265 Р=920 =1,5

Решение:

Запишем уравнение реакции горения сплава:

2Mg + O2 = 2MgO

4Al + 3O2 = 2Al2O3.

Определим количество моль магния и алюминия: nMg = 2, nAl = 4 кмоль.

Количество моль кислорода, необходимое на горение nO2 = 4 кмоль.

Количество азота nN2 = 3,76*4 = 15,04 кмоль.

Количество кислорода с учетом коэффициента избытка V = 4 * 1.5 = 6 кмоль.

Определим объем воздуха на горение при н.у. по формуле

=

Следовательно, V0 = 9,35 м3/кг.

Задание 2

Сколько воздуха требуется подать на сжигание n-го объема (м³) генераторного газа при нормальных условиях?

№ Вар-та	n-й объем генератор-ного газа	Коэффициент избытка воздуха	СО%	Н2-%	N%	O2%	CH4%	СО2%
11	456	3,1	29	14	43	2,5	5	6,5

Решение:

Горючее - смесь газов. Поэтому для расчета объема воздуха, пошедшего на сгорание, воспользуемся формулой:



Горючими газами в этой смеси являются угарный газ СО, водород Н₂ и метан СН₄.

Для определения стехиометрических коэффициентов при кислороде nO₂ запишем уравнение реакции горения горючих компонентов в кислороде:

СО + 0,5 (О₂ + 3,76 N₂) = СО₂ + 0,5 3,76 N₂

Н₂ + 0,5 (О₂ + 3,76 N₂) = Н₂О +0,5 3,76 N₂

СН₄ + 2 (О₂ + 3,76 N₂) = СО₂ + 2 Н₂О +2 3,76 N₂



Для горения 456 м³ газовой смеси необходимый теоретический объем воздуха составит:



Практическое количество воздуха:

3 Концентрационные пределы воспламенения

3.1 Практическая работа №5

Тема: «Концентрационные пределы воспламенения»

Цель работы: изучить теорию дефлаграционного горения. Освоить и научиться применять расчетные формулы для определения верхнего (нижнего) концентрационного предела воспламенения.

Задание 1

Рассчитать концентрационные пределы воспламенения паров i-го вещества в воздухе. Результаты расчета сравнить с имеющимися справочными данными и определить относительную ошибку.

№ Вари- анта	Горючее вещество	Химическая формула	Условия задачи (расчет КПВ по известным значениям ТПВ производить для атмосферного давления, равного 1013.25ГПа)
11	СО-70%, СН4-25, С2Н6-5%.	-	По формуле Ле-Шателье

Решение:

Для расчета концентрационных пределов воспламенения смесей горючих газов используют правило Ле-Шателье:

φ ^см_{н (в)}=1/ ;

где φ ^см_{н (в)}- нижний (верхний) КПВ смеси газов, % об;

φ ^см_{н (в)}- нижний (верхний) предел воспламененияi-го горючего газа, нижние пределы: СО-12,5, СН₄-5,0, С₂Н₆-3,0; верхние: СО-74,0, СН₄-15,0, С₂Н₆-15,0.

- мольная доля i-го горючего газа в смеси, СО-0,7, СН₄-0,25,
С₂Н₆-0,05.

Следовательно,

φСМН= ;

φСМВ=

Экспериментальное значение КПВ известны, однако табличного значения КПВ смеси горючего вещества нет, следовательно рассчитать относительную ошибку посчитать не является возможным.

4 Температурные параметры пожарной опасности веществ. Температурные пределы распространения пламени (ТПРП)

4.2 Практическая работа №7

Тема: «Расчет температур вспышки и воспламенения»

Цель работы: освоить расчет температуры вспышки в закрытом и открытом тигле; механизм вспышки и способы измерения параметров вспышки.

Задание 1

Рассчитать температуру вспышки (воспламенения) i-того вещества по формуле Элея. Сравнить вычисление значения температуры вспышки (воспламенения) с имеющимися справочными данными и оценить погрешность расчета.

Вариант	Горючее вещество	Химическая формула	Определяемая величина Т-температура
11	Бутилформиат	С5Н10О	Т вспышки в открытом тигле

Решение:

Для расчета по формуле

Т_вс(вп)=А/ Р_нп∙D₀∙n

Проведем следующие расчеты:

1. 
   Определим значение стехиометрического коэффициента С₂Н₁₀О+7О₂=5СО₂+5Н₂О. следовательно, n=7
   
2. 
   Определим значение коэффициента диффузии по формуле
   

D₀=10^-4:

Для этого по табл.4.2. устанавливаем, что

D₀=10^-4: =81,1∙10^-7м²/с

3. 
   По табл. 4.1. выберем значение А=45,3∙10^-2 и по формуле(4.3) определим произведение:
   

Т_впР_нп=45,3∙10^-2/81,1∙10^-7∙7=7,98∙10³К∙ГПа.

4. 
   По табл. приложения задаемся температурой 299К, давление насыщенного пара, при которой равно 45,3 ГПа, и определим: ТР=299∙45,3=13,5∙10³К∙ГПа. Сравнивая, полученное значение с вычисленным в п.3. устанавливаем, что
   

Т_впР_нп<ТР.

5. 
   Задаемся по табл.7 приложения температурой 291К. Давление насыщенного пара при этом равно 26,7ГПа.
   

ТР=291∙26,7=7,8∙10³К∙ГПа.

6. 
   Так как ТР>Т_впР_нп, линейной интерполяцией находим значение температуры воспламенения:
   

Т_вп=291+10³(7,98-7,8)(299-291)=303К

10³(13,5-7,8)

Справочное значение температуры воспламенения составляет 291К. Погрешность расчета

∆= ∙100=4,1%.