Определение параметров реакций горения и взрывчатого разложения

Определение объема воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы горючего вещества. Состав продуктов сгорания единицы масс горючего вещества. Пределы распространения пламени газо-, паро-, пылевоздушных смесей. Давление взрывчатого разложения.

Рубрика Химия
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.12.2013
Размер файла 767,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости стирола C8H8, с молекулярной массой 104,151, при давлении 101325 Па и температуре +25

Дано:

М (C3H8O3) = 104,151;

Р = 101325 Па;

Т = +25 = 298 К.

Найти:

Решение:

1) Записываем уравнение реакции горения стирола:

По формуле:

Тогда уравнение реакции примет вид:

2) Определяем теоретический объём воздуха для нормальных условий.

где - стехиометрический коэффициент при O2, N2;

- стехиометрический коэффициент при горючем;

- молекулярная масса глицерина

- объем воздуха при н.у.

3) Определяем практический объём воздуха.

где - давление и температура при н.у, Па, К.;

- давление и температура при заданных условиях, Па, К

Ответ: Для сгорания 1 кг стирола при заданных условиях требуется 11,18 воздуха.

2. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг хлопка, в состав которого входит С = 42,4%, Н = 5,92%, О=46,6%, N=0,58% W = 4,0%, А = 0,5%, при давлении 101325 Па и температуре +25

Дано:

С = 42,4%; Н = 5,92%; О=46,6%; N=0,58%; W = 4,0%; А = 0,5%; Р = 101325 Па;

Т = +25 = 298 К.

Найти:

Решение:

1) Определяем теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг древесного угля при н.у. по формуле:

2) Определяем практический объём воздуха.

Ответ: Для сгорания 1 кг хлопка при заданных условиях требуется 7,6 воздуха.

3. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг технического продукта дизельного топлива Л C14,605H29,965, при давлении 101325 Па и температуре +25

Дано:

C14,605H29,965

Р = 101325 Па;

Т = +25 = 298 К.

Найти:

Решение:

1) Записываем уравнение реакции горения дизельного топлива Л:

C14,605H29,965+O2 + 22,096*3,76N2 14,605CO2 + 14,983H2O +83,08N2

2) Определяем теоретический объём воздуха для нормальных условий.

3) Определяем практический объём воздуха.

Ответ: Для сгорания 1 кг дизельного топлива Л при заданных условиях требуется 12,53 воздуха.

4. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг полукоксового газа, состоящего из следующих газов: диоксид углерода, водород, этилен, пропилен, дициан, кислород, оксид углерода, азот, при давлении 101325 Па и температуре +25.

Дано:

CO2=0,4%; Н2 = 9,3%; C2H4=21,8%; C3H6=9,0%; HCN=1,6%; C2H3N=8,5%; C2N2=19,6%; O2=0,8%; СО = 18,5%; N2 = 20,6%; Р = 101325 Па; Т = +25 = 298 К.

Найти:

Решение:

1) Записываем уравнения реакций горения:

Н2 + H2O

C2H4+3O22CO2+2H2O

C3H6+4,5O23CO2+3H2O

HCN+1,25O2CO2+0,5H2O+0,5N2

C2H3N+2,75O22CO2+1,5H2O+0,5N2

C2N2+2O22CO2+N2

CО +0,5О2 СO2

2) Определяем теоретический объём воздуха для нормальных условий.

где - сумма произведений содержания газов в процентах и кол-ва O2, необходимого для горения;

- процентное содержание O2

3) Определяем практический объём воздуха.

Ответ: Для сгорания 1м3 полукоксового газа при заданных условиях необходимо м3 воздуха.

5. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы бъёма) горючего вещества хлопок с составом: C=42,4%; H=5,92%; O=46,6%; N=0,58; W=4,0; A=0,5.

1) Рассчитаем объемы отдельных продуктов горения:

Vco2=1,86* м3/кг.

VH2O=11,2* м3/кг.

VN23/кг.

Просуммируем полученные объемы:

Vпг.=0,79+0,71+2,99=4,49 м3/кг.

Ответ: При сгорании 1 килограмма хлопка выделяется 4,49 м3 продуктов горения.

6. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества газ полукоксовый состава

CO2=0,4%; H2=9,3%; C2H2=21,8%; C3H6=9%; HCN=1,6%; C2H3N=8,5%; C2N2=19,6%;

O2=0,8%; CO=18,5%; N2=20,6%.

1) Составим уравнения реакций горения:

H2+0,5O2>H2O

C2H2+3O2>2CO2+2H2O

C3H6+4,5O2>3CO2+3H2O

HCN+1,25O2>CO2+0,5H2O+0,5N2+2,75

C2H3N+2,75O2>2CO2+1,5H2O+0,5N2

C2N2+2O2>2CO2+N2

CO+0,5O2>CO2

2) Определим объемы отдельных продуктов горения:

V

VСО2= м33.

VH2O= м33.

VN2=0,79 м33.

3) Просуммируем полученные объемы:

Vпг.=1,47+0,93+145=147,4 м33.

Ответ: При сгорании 1 м3 полукоксового газа образуется 147,4 м3 продуктов горения.

7. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества амилсульфид C10H22S с молярной массой М=174,35 г./моль при Т=0°С и Р=101325 Па

1) Составим уравнение горения:

C10H22S+16,5О2+16,5·3,76N2>10CO2+11H2O+SO2+16,5·3,76N2

2) Определим объем продуктов горения:

= м3/кг.

Так как заданные условия не отличаются от нормальных (Т=0°С; Р=101325 Па), то

Ответ: При сгорании 1 м3 амилсульфида образуется 84,04 м3 продуктов горения.

8. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества масло генераторное тяжелое С20,98Н23,11S0,04 с молярной массой М=300 при T=-2C и Р=101000 Па

1) Составим уравнение горения вещества:

С20,98Н23,11S0,04+26,8О2+26,8·3,76N2>20,98СО2+11,56Н2О+0,04S2+26,8·3,76N2

2) Определим объем продуктов горения:

= м3/кг.

3) Определим объем продуктов горения при заданных условиях:

Vпг.= м3/кг.

Ответ: При сгорании 1 кг. тяжелого генераторного масла образуется 823,08 м3 продуктов горения.

9. Определить концентрационные пределы распространения пламени газо-, паро-, и пылевоздушных смеси вещества н-Бутиловый спирт С4Н10О при температуре Т=50°С (экспериментальные пределы: 1,80…10,90)

Составим уравнение горения вещества:

С4Н10О+6О2>4СО2+5Н2О

Определим концентрационные пределы:

где для нижнего предела: a=8684; b=4,679;

для нижнего: а=1,55; в=0,560

Определим погрешность расчета:

Определим концентрационные пределы при заданной температуре:

Ответ: Концентрационные пределы распространения для н-Бутилового спирта ;

10. Определить концентрационные пределы распространения пламени газо-, паро-, и пылевоздушных смеси вещества 1утин С4Н6 при температуре t=5C (экспериментальные пределы: 1,20…-)

1) Составим уравнение горения вещества:

С4Н6+5,5О2>4СО2+3Н2О

2) Определим концентрационные пределы:

3) Определим погрешность для нижнего предела:

4) Определим концентрационные пределы для заданной температуры:

Ответ: Концентрационные пределы распространения для 1-Бутина ;

11. Определить концентрационные пределы распространения пламени газо-, паро-, и пылевоздушных смеси вещества 2минобензойная кислота С7Н7О2N c молярной массой М=137,15 г./моль; кДж/моль; экспериментальный НКПВ=30 г./моль при температуре t=C

1) Для определения НКПВ данного вещества воспользуемся следующими формулами:

K=

2) Определим стандартную теплоту образования взрывчатого вещества:

3) Определим массовые доли С, О, Н и N в веществе:

4) Рассчитаем Lн, учитывая, что hc=9,134; hH=2,612; hO=-0,522; hN=-0,494:

5) Определим НКПВ:

6) Определим НКПВ при заданной температуре:

7) Определим погрешность:

Ответ: НКПВ 2-Аминобензойной кислоты равен 17,35 г./м3.

12. Определить состав и объём продуктов взрывчатого разложения динитробензола С6Н4N2O4; кислородный баланс равен -95,3%; молярная масса М=168 г./моль; Q=8,6 ккал / моль

1) Составим уравнение реакции взрыва:

С6Н4N2O4>2H2O+2CO2+4C+N2

2) Определим объем продуктов взрыва:

Ответ: при взрыве 1 кг. динитробензола образуется 0,67 м3 продуктов взрыва.

13. Определить состав и объём продуктов взрывчатого разложения алюмотола, состоящего на 95% из тротила С7H5N3O6 молярной массы М=227 г./моль и на 5% из алюминия молярной массы М=27 г./моль

1) Составим приведенную формулу взрывчатого вещества:

>4,18 С7H5N3O6+1,85Al

C29,26H20,9N12,54O25,08Al1,85>10,45Н2О+0,925Al2O3+11,855CO+17,405C+6,27N2

2) Определим объем продуктов взрыва:

при взрыве 1 кг. алюмотола образуется 0,64 м3 продуктов взрыва.

14. Определить теплоту и температуру продуктов взрывчатого разложения динитробензола С6Н4N2O4; кислородный баланс равен -95,3%; молярная масса М=168 г./моль; Q=8,6 ккал / моль

Теплота взрыва определяется из уравнения:

Q=Qпв.-Qвв.

1) Определение теплоты взрыва основным методом:

Составим уравнение процесса взрыва:

С6Н4N2O4>2H2O+2CO2+4C+N2

Парциальная теплота отдельных продуктов взрыва:

Qp(H2o)=57,78 ккал / моль

Qp(СО)=26,88 ккал / моль

Qpпв=2·57,78+2·26,88=169,32 ккал / моль

QV=Qp+0,58·n=169,32+0,58·(2+2)=171,64 ккал / моль

Qvвв=8,6+0,58·(1)=9,18 ккал/ моль

Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг динитробензола при расчете по основному методу составляет 4051,8 кДж/кг.

2) Определение теплоты взрыва по методу Авакяна:

Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг динитробензола при расчете по методу Авакяна составляет 1862,5 кДж/кг.

3) Определим температуру взрывчатого разложения данного вещества:

QМV=CV·tпв.

где:

CV=a+b·tпв. - суммарная молярная теплоемкость

tпв - температура продукта взрыва

QМV =QVпв. - QVвв.

QVпв.=171640 кал/моль

QVвв.=9180 кал/моль

QМV=171640-9180=162460 кал/моль

Молярная теплоемкость для различных веществ составляет:

- для двухатомных газов (СО, N2):

СV=4,8+0,00045·tпв.

- для Н2О:

СV=4,0+0,00215·tпв

- для СО2:

СV=9+0,00058·tпв.

- для твердых продуктов взрыва:

СV=const=6,4

Определим теплоемкость для продуктов взрыва динитробензола:

СVн2о=2·(4,0+0,00215· tпв.)=8+0,0043 tпв.

СVсо2=2·(9+0,00058· tпв.)=18+0,00116· tпв.

СV=4·6,4=25,6

СVN2=4,8+0,00045· tпв.

Суммарная молярная теплоемкость составляет:

CV=8+18+25,6+4,8+(0,0043+0,00116+0,00045) · tпв.=56,4+0,00591· tпв.

Ответ: при взрыве 1 кг динитробензола температура составит 2590,64 К.

15. Определить теплоту и температуру продуктов взрывчатого разложения алюмотола, состоящего на 95% из тротила С7H5N3O6 молярной массы М=227 г./моль и на 5% из алюминия молярной массы М=27 г./моль. Парциальные теплоты веществ: Qp трот.=17,5 ккал / моль=1010 ккал/кг; Qp Al=0

1) Определим теплоту методом ориентировочного определения:

QV=0,95·1010=959,5 ккал/кг=4020,3 кДж/кг.

Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг алюмотола при расчете по ориентировочному методу составляет 4020,3 кДж/кг.

2) Определим теплоту уточненным методом:

Составим приведенную формулу взрывчатого вещества:

>4,18 С7H5N3O6+1,85Al

C29,26H20,9N12,54O25,08Al1,85>10,45Н2О+0,925Al2O3+11,855CO+17,405C+6,27N2

QV вв.=73,23+0,58·(4,18+0)=75,66 ккал / моль

Qv=0,32·350,24·(47·25,08+5,25·20,9) - 75,66=892,2 ккал / моль

Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг алюмотола при расчете по уточненному методу составляет 3742,8 кДж/кг.

3) Определим теплоту основным методом:

Данные возьмем из предыдущего расчета:

QV вв. =75,66 ккал / моль

Qp пв.=10,45·57,78+11,86·26,88=922,6 ккал / моль

QV пв. =922,6+0,58·(10,45+11,86)=935,54 ккал / моль

Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг алюмотола при расчете по основному методу составляет 3607,2 кДж/кг.

4) Определим температуру взрывчатого разложения данного вещества:

QVпв.=935540 кал/моль

QVвв.=75660 кал/моль

QМV=935540-75660=859880 кал/моль

Определим теплоемкость для продуктов взрыва алюмотола:

СVн2о=10,45·(4,0+0,00215· tпв.)=41,8+0,0225 tпв.

СVal2o3=0,925·6,4=5,92

СVсо=11,855·(4,8+0,00045· tпв.)=56,904+0,0054· tпв.

СVс=17,405·6,4=111,392

СVN2=6,27·(4,8+0,00045· tпв.)=30,096+0,0028· tпв.

Суммарная молярная теплоемкость составляет:

CV=10,45+5,92+56,904+111,392+30,096+(0,0225+0,0054+0,0028) · tпв.=

=246,112+0,0307· tпв.

Ответ: при взрыве 1 кг алюмотола температура составит 2903,6 К.

16. Определить давление продуктов взрыва 1 кг. динитробензола С6Н4N2O4; кислородный баланс равен -95,3%; молярная масса М=168 г./моль; Q=8,6 ккал / моль; плотность свв=1050 кг/м3; объем продуктов взрыва V0=0,67 м3/кг; температура взрыва T=2590,64 К

1) Составим уравнение процесса взрыва вещества:

С6Н4N2O4>2H2O+2CO2+4C+N2

2) Давление продуктов взрыва определяется из уравнения:

P·(V-б-бk)=n·R·T

R=8,314 - универсальная газовая постоянная.

Ответ: давление при взрыве 1 кг. динитробензола составит 4,16 ГПа.

17. Определить давление продуктов взрыва 1 кг. алюмотола, состоящего на 95% из тротила С7H5N3O6 молярной массы М=227 г./моль и на 5% из алюминия молярной массы М=27 г./моль; молярная масса взрывчатого мещества М=998,8 г/моль; плотность свв=1000 кг/м3; объем продуктов горения V0=0,64 м3; температура взрыва Т=2903,6 К

1) Составим уравнение процесс взрыва вещества

C29,26H20,9N12,54O25,08Al1,85>10,45Н2О+0,925Al2O3+11,855CO+17,405C+6,27N2

Ответ: давление при взрыве 1 кг. алюмотола составляет 2,83 ГПа.

Заключение

В ходе данной курсовой работы мною были рассчитаны различные величины, характеризующие процессы горения и взрыва для индивидуальных и смесевых горючих и взрывчатых веществ. Полученные результаты близки по значениям к экспериментальным, что позволяет сделать вывод что расчеты верны и использованные методы допустимо применять в ходе дальнейшей профессиональной деятельности.

Библиографический список

1 СТО ЮУрГУ 04-2008 Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к содержанию и оформлению / Т.И. Парубочая, Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев, Л.В. Винокурова. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. - 56 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Определение удельного теоретического количества и объема воздуха, необходимого для сгорания паров бензола. Составление стехиометрического уравнения реакции горения бензола в воздухе. Расчет числа киломолей воздуха, необходимого для полного сгорания.

    контрольная работа [246,1 K], добавлен 21.06.2014

  • Вид горения и его основные параметры. Химическое превращение горючего и окислителя в продукты горения. Уравнения материального и теплового баланса реакции горения. Влияние коэффициента избытка воздуха на состав продуктов горения и температуру горения.

    контрольная работа [46,0 K], добавлен 17.01.2013

  • Определение объема воздуха необходимого для полного сгорания заданного количества пропана. Вычисление изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса, при помощи следствий из закона Гесса. Определение молярных масс эквивалентов окислителя и восстановителя.

    контрольная работа [23,1 K], добавлен 08.02.2012

  • Расчет коэффициента горючести нитробензола С6Н5NО2 и сероуглерода CS2. Уравнение реакции горения пропилацетата в воздухе. Расчет объема воздуха и продуктов горения при сгорании горючего газа. Определение температуры вспышки толуола по формуле В. Блинова.

    контрольная работа [204,4 K], добавлен 08.04.2017

  • Этапы изучения процессов горения и взрывов. Основные виды взрывов, их классификация по типу химических реакций и плотности вещества. Реакции разложения, окислительно-восстановительные, полимеризации, изомеризации и конденсации, смесей в основе взрывов.

    реферат [99,8 K], добавлен 06.06.2011

  • Горение как мощный процесс окисления. Типы горения: тление и горение с пламенем. Взрыв как частный случай горения. Электрические свойства пламени. Многообразие продуктов горения как следствие неполного сгорания топлива. Фильтрация дыма через воду.

    научная работа [293,6 K], добавлен 29.07.2009

  • Разработка мер предотвращения возникновения пожаров и взрывов, оценка условий их развития и подавления. Понятие скорости выгорания, способ ее определения. Порядок составления уравнения реакции горения. Расчет объема воздуха, необходимого для возгорания.

    курсовая работа [223,7 K], добавлен 10.07.2014

  • Расчет объема воздуха и продуктов горения, образующихся при сгорании вещества. Уравнение реакции горения этиленгликоля в воздухе. Горение смеси горючих газов. Расчет адиабатической температуры горения для стехиометрической смеси. Горение пропанола.

    контрольная работа [76,8 K], добавлен 17.10.2012

  • Свойства металлического горючего. Основные методики теоретического и экспериментального исследования системы Al–активное горючее-связующее – каталитические добавки. Способ определения энергии активации, стационарной скорости горения и предэкспонента.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 19.08.2010

  • Определение состава продуктов полного сгорания газа. Расчет адиабатной температуры горения газовой смеси при постоянном объеме и при постоянном давлении. Кинетические константы реакции самовоспламенения природного газа. Предел воспламенения газовой смеси.

    курсовая работа [724,4 K], добавлен 19.02.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.