Готовая курсовая работа:

БЛАГОДАРИМ НАШИХ СТУДЕНТОВ ЗА ТО, ЧТО ПРИСЫЛАЕТЕ НАМ ГОТОВЫЕ РАБОТЫ!

Ответы на экзамен «Горение и взрыв»

ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ПО ЭКЗАМЕНУ:
1. Актуальность изучения вопросов теории горения и взрыва
для защиты окружающей среды.
2. Понятия горение (10) и горючая система
3. Виды реакций горения.
4. Горение в техногенных устройствах и горение при техногенных пожарах
5. Горючие и окисляющие вещества.
6. Общее понятие о цепных реакциях и автокатализе.
7. Деструкция веществ и энерговыделение при горении. Продукты горения.
8. Температуры горения.
9. Ламинарный и турбулентный газодинамические режимы горения
10. Гомогенное и гетерогенное горение.
11. Кинетический и диффузионный режимы горения.(2)
12. Состав горючих веществ и окислителя при расчётах параметров
горения в атмосфере.
13. Влажность, летучие продукты пиролиза и межфазовые переходы
14. Теплота сгорания горючих веществ
15. Стехиометрия горения. Удельный расход окислителя
на горение техногенного вещества.
16. Состав атмосферного воздуха при расчётах параметров горения.
17. Удельный теоретический расход воздуха на горение техногенного вещества.
18. Коэффициент избытка воздуха.
19. Определение количества и состава продуктов сгорания вещества
20. Энтальпия и энтропия
21. Энтальпия окислителя и воздуха, участвующего в горении
22. Энтальпия окислителя и воздуха, участвующего в горении
Уравнение теплового баланса процесса горения
при адиабатических условиях.
23. Калориметрическая (адиабатическая) температура горения.
Реальная температура горения.
24. Расчет адиабатической температуры продуктов стехиометрически полного горения техногенного вещества.
25. Воспламенение горючей газообразной смеси.
Тепловое самовоспламенение
26. Цепной механизм самовоспламенения реакционных смесей
27. Температура самовоспламенения.
29. Методы определения температуры самовоспламенения.
и так далее…

  1. Актуальность изучения вопросов теории горения и взрыва
    для защиты окружающей среды.
    Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб, в ряде случаев вызывают тяже-лые травмы и гибель людей. Ущерб от пожаров и взрывов в промышленно развитых странах превышает 1% национального дохода и имеет тенденцию постоянного роста. В России также происходит ежегодное увеличение количества пожаров и убытков от них, а количество людей, погибающих на пожарах, превы-шает 12 тысяч в год.
    Наибольшие убытки от пожаров и взрывов отмечаются в энергетике, в нефтегазодобыче и переработке. Колоссальные материальные убытки и экологический ущерб приносят лесные пожары.
    С каждым годом увеличиваются объемы обращающихся на объек¬тах экономики горючих веществ и материалов. Знание свойств этих ве¬ществ и материалов, влияющих на их пожарную и взрывную опас-ность, является одним из условий, необходимых для прогнозирования разви¬тия пожара и его опасных факторов, а в конечном итоге позволяет пла¬нировать противопожарные меры.
  2. Понятия горение (10) и горючая система
    Горение , сложное, быстро протекающее химическое превращение, сопровождающееся выделени-ем значительного количества тепла и обычно ярким свечением (пламенем). В большинстве случаев ос-нову Г. составляют экзотермические окислительные реакции вещества, способного к Г. ( горючего ), с окислителем. Современная физико-химическая теория горения относит к горению все химические процессы, связанные с быстрым превращением и тепловым или диффузионным их ускорением, в том числе разложение взрывчатых веществ, озона, и др.; соединение ряда веществ с хлором, фтором и т. д.; взаимодействие многих металлов с хлором, окисей натрия и бария с двуокисью углерода и т. д. Хими-ческая реакция горения в большинстве случаев является сложной, т. е. состоит из большого числа эле-ментарных химических процессов. Кроме того, химическое превращение при горении тесно связано с рядом физических процессов — переносом тепла и масс и характеризуется соответствующими гидро- и газодинамическими закономерностями.
    В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом возду-ха.Горючее вещество и кислород являются реагирующими веществами и составляют горючую си-стему, а источник зажигания вызывает в ней реакцию горения. Источником зажигания может быть го-рящее пли накаленное тело, а также электрический разряд, обладающий запасом энергии, достаточным для возникновения горения и др.
    Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются си-стемы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют горением кинетическим. Скорость его опреде-ляется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и нераспыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным горением, так как его скорость определяется главным образом сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.
  3. Виды реакций горения.
    Горение подразделяется на тепловое и цепное. В основе теплового горения лежит химическая реакция , способная протекать с прогрессирующим самоускорением вследствие накопления выделяюще-гося тепла. Цепное горение встречается в случаях некоторых газофазных реакций при низких давлениях.
    По агрегатному состоянию горючего и окислителя различают: 1) гомогенное горение — горе-ние газов и парообразных горючих в среде газообразного окислителя (большей частью кислорода воз-духа); 2) горение взрывчатых веществ и порохов; 3) гетерогенное горение — горение жидких и твёрдых горючих в среде газообразного окислителя; горение в системе жидкая горючая смесь — жидкий окислитель (например, кислота).
    Виды горения
    Диффузионное горение Характеризуется раздельным подачей в зону горения горючего и окислите-ля. Перемешивание комонентов происходит в зоне горения. Пример: горение водорода и кислорода в ракетном двигателе, горение газа в бытовой газовой плите.
    Горение предварительно смешанной среды (гомогенное горение) Как следует из названия, горе-ние происходит в смеси, в которой одновременно присутствуют горючее и окислитель. Пример: горение в цилиндре двигателя внутреннего сгорания бензиново-воздушной смеси после инициализации процесса свечой зажигания.
    Беспламенное горение В отличие от обычного горения , когда наблюдаются зоны окислительного пламени и восстановительного пламени, возможно создание условий для беспламенного горения . При-мером может служить каталитическое окисление органических веществ на поверхности подходящего катализатора, например, окисление этанола на платиновой черни.
    Тление Вид горения , при котором пламя не образуется, а зона горения медленно распространя-ется по материалу. Тление обычно наблюдается у пористых или волокнистых материалов с высоким со-держанием воздуха или пропитанных окислителями. Тление в определённых условиях приводит к само-возгоранию материалов.
    Автогенное горение Самоподдерживающиеся горение . Термин используется в технологиях сжи-гания отходов. Возможность автогенного (самоподдерживающегося) горения отходов определяется предельным содержанием балластирующих компонент: влаги и золы. На основе многолетних исследова-ний шведский ученый Таннер предложил для определения границ автогенного горения использовать треугольник-схему с предельными значениями: горючих более 25%, влаги менее 50%, золы менее 60%.[1]
    Горение и взрыв В определённых условиях скорость горения может меняться, при этом можно наблюдать процессы перехода горения во взрыв. При высоких скоростях горения генерируются звуко-вые волны, например при сжигании смеси водорода с кислородом можно наблюдать изменение частоты звука горения в зависимости от соотношения концентраций.
  4. Горение в техногенных устройствах и горение при техногенных пожарах
    Техногенная опасность – состояние, внутренне присущее технической системе, промышленному или транспортному объекту, реализуемое в виде поражающих воздействий источника техногенной чрезвычайной ситуации на человека и окружающую среду при его возникновении, либо в виде прямого или косвенного ущерба для человека и окружающей среды в процессе нормальной эксплуатации этих объектов.
    К техногенным относятся чрезвычайные ситуации, происхождение которых связано с производ-ственно-хозяйственной деятельностью человека на объектах техносферы. Как правило, техногенные ЧС возникают вследствие аварий, сопровождающихся самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества и (или) энергии.
    Наиболее распространенными источниками возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера являются пожары и взрывы, которые происходят: — на промышленных объектах; — на объектах добычи, транспортировки, хранения и переработки легковоспламеняющихся, горючих и взрывчатых веществ; — на транспорте; — в шахтах, горных выработках, метрополитенах; — в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного назначения, а также в лесных и торфяных массивов.
    Виды пожаров – характеристики различных пожаров в зависимости от условий их возникновения и развития. В целях детального изучения пожаров и разработки тактики борьбы с ними все пожары классифицируются по группам, классам и видам . По условиям газо- и теплообмена с окружающей средой пожары разделены на 2 большие группы – на открытом пространстве и в ограждениях.
    Пожары на открытом пространстве условно могут быть разделены на 3 вида :
    распространяющиеся; нераспространяющиеся (локальные); массовые.
    Нераспространяющиеся (локальные) — пожары , у которых размеры остаются неизменными. Ло-кальный пожар представляет собой частный случай распространяющегося, когда возгорание окружаю-щих пожар объектов от лучистой теплоты исключено. В этих условиях действуют метеорологические параметры. Так, например, из достаточно мощного очага пожара огонь может распространяться в ре-зультате переброса искр и головней в сторону негорящих объектов по направлению ветра. Такой меха-низм характерен для крупных пожаров лесоскладов, в сельской местности, на открытых складах раз-личных материалов, в районах городской застройки с узкими улицами. На крупных складах нефти и нефтепродуктов пожар одного или группы резервуаров относится к виду нераспространяющихся. Од-нако при определенных условиях пожары на нефтескладах перерастают в распространяющиеся. Распространение горения на соседние резервуары может происходить при выбросах горящих нефтепродуктов и деформациях металлических резервуаров.
    Классификация пожаров по признаку распространения тесно связана со временем их развития. Массовый пожар может возникнуть на больших площадях складов твёрдых и жидких горючих матери-алов, в лесных массивах, сельских населенных пунктах и рабочих поселках, застроенных зданиями с низкой сопротивляемостью воздействию пожара .
    Пожары в ограждениях различают двух видов : открытые и закрытые. Открытым пожарам свойственно свободное выгорание горючих материалов без перехода во взрыв (вспышку). Эти пожары развиваются при полностью или частично открытых проёмах (ограниченная вентиляция). Они характе-ризуются высокой скоростью распространения горения с преобладающим направлением в сторону от-крытых проёмов и переброса через них факела пламени, вследствие чего создаётся угроза перехода огня в верхние этажи и на соседние здания (сооружения). При открытых пожарах скорость выгорания ма-териалов зависит от их физико-химических свойств, распределения в объёме помещения и условий газо-обмена.
    Экспериментально установлено, что при закрытых пожарах (в помещениях) скорость выгорания наиболее распространённых горючих материалов не зависит от их физико-химических свойств, распре-деления в объёме помещения и полностью лимитируется расходом воздуха, поступающего через щели и неплотные соединения окон и дверей. Исключение составляют особо опасные кислородосодержащие горючие материалы (целлулоид, порох и др.), а также некоторые синтетические полимерные материалы, содержащие легколетучие компоненты. Скорость выгорания таких веществ и материалов очень высока и может протекать либо без доступа кислорода, либо при ограниченном доступе. Для закрытых пожаров характерны опасность перехода пожара во взрыв (вспышку) при увеличении поступления воздуха в по-мещение после периода протекания пожара в условиях ограниченного доступа воздуха, а также опас-ность разрушения строительных конструкции при превышении пределов их огнестойкости. Вместе с тем тушение пожаров в помещениях достигается легче в связи с возможностью применения высокоэф-фективного объёмного способа пожаротушения.
    От вида пожара , определяемого свойствами горючих веществ и материалов, зависит выбор спо-собов и средств тушения пожара . Так, при горении металлов и металлосодержащих веществ наиболее приемлемыми средствами пожаротушения являются огнетушащие порошки, а при пожарах разливов ЛБЖ и ГЖ основным средством тушения является пена.
  5. Горючие и окисляющие вещества.
    Горючими называются вещества , способные самостоятельно гореть после изъятия источника загора-ния.
    По степени горючести вещества делятся на: горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгорае-мые) и негорючие (несгораемые).
    К горючим относятся такие вещества, которые при воспламенении посторонним источником про-должают гореть и после его удаления.
    К трудногорючим относятся такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия источника зажигания.
    Негорючими являются вещества, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных ис-точников зажигания (импульсов).
    Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном (воз-можно и 4-ое состояние вещества – плазма)
    Большинство горючих веществ независимо от агрегатного состояния при нагревании образует газообразные продукты,которые при смешении с воздухом, содержащим определенное количество кислорода, образуют горючую среду. Горючая среда может образоваться при тонкодисперсном рас-пылении твердых и жидких веществ.Из горючих газов и пыли образуются горючие смеси при любой температуре, в то время как твердые вещества и жидкости могут образовать горючие смеси только при определенных температурах.
    При горении твердых материалов горючее вещество и воздух не перемешаны, имеют поверхность раздела, и горение протекает в так называемом диффузионном режиме, т.е. скорость реакции определяется скоростью подвода (отвода) продуктов реакции (лимитирующая стадия — диффузия).
    Если молекулы кислорода хорошо перемешаны с горючим веществом – горение определяется кинети-кой химической реакции (обмен электронами), а режим -кинетическим. Горение такой смеси может происходить в виде взрыва.
    Вещества окисляющие (окисляющиеся) — вещества, поддерживающие горение, вызывающие вос-пламенение и / или способствующие воспламенению др. веществ в результате окислительно-восстановительной экзотермической реакции. (в процессе окислительно-восстановительной реакции окислитель присоединяет электроны).
    На основании степени их опасности окисляющие вещества отнесены к одной из следующих групп: а = окислители, сильно способствующие горению
    b = окислители, способствующие горению
    с = окислители, незначительно способствующие горению
    Окислителем в процессе горения может быть кислород, а также хлор, бром и другие вещества.
    В большинстве случаев при пожаре окисление горючих веществ происходит кислородом воздуха.
    В воздухе содержится около 21% кислорода. Горение большинства веществ становится невозмож-ным, когда содержание кислорода в воздухе понижается до 14-18%, и только некоторые горючие веще-ства (водород, этилен, ацетилен и др.) могут гореть при содержании кислорода в воздухе до 10% и менее. При дальнейшем уменьшении содержания кислорода горение большинства веществ пре-кращается.
  6. Общее понятие о цепных реакциях и автокатализе.
    К цепным реакциям относят реакции, протекающие с образованием свободных радикалов, спо-собных превращать реагенты в конечные продукты, поддерживая постоянство свободных радикалов или даже увеличивая их (разветвленная цепная реакция ).
    Разветвленные цепные реакции характеризуются тем, что в каждом элементарном акте продолже-ния цепи происходит увеличение числа активных частиц (напр., окисление водорода кислородом). Это приводит к автокатализу и при критических условиях к самовоспламенению, или цепному взрыву.
    В цепных реакциях выделяют три стадии: зарождение цепи, ее развитие и обрыв. Зарождение (иници-рование) происходит под воздействием светового, радиационного, термического или другого воздей-ствия.
    Цепные реакции — химические и ядерные реакции, в которых появление активной частицы (свободного радикала или атома в химических, нейтрона в ядерных процессах) вызывает большое число (цепь) последовательных превращений неактивных молекул или ядер. Свободные радикалы или атомы в отличие от молекул обладают свободными ненасыщенными валентностями (непарным электроном), что приводит к их взаимодействию с исходными молекулами. При первом же столкновении свободного ра-дикала (R°) с молекулой происходит разрыв одной из валентных связей последней, и, таким образом, в результате реакции образуется новая химическая связь и новый свободный радикал, который в свою оче-редь реагирует с другой молекулой — происходит цепная реакция
    Автокатализ (от авто… и катализ), ускорение химической реакции одним из её продуктов
    Катализ (от греч. katálysis — разрушение), изменение скорости химических реакций в присутствии ве-ществ (катализаторов),вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с реагирующими ве-ществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химиче-ский состав. Реакции с участием катализаторов называются каталитическими
    Катализаторы, вещества, изменяющие скорость химических реакций посредством многократного про-межуточного химического взаимодействия с участниками реакций и не входящие в состав конечных продуктов. Более 70% всех химических превращений веществ, а среди новых производств более 90% осуществляется с помощью К.
  7. Деструкция веществ и энерговыделение при горении. Продукты горения.
    Деструкция — разложение органических веществ и превращение их в неорганические с высво-бождением энергии. лат.Destructio – разрушение
    При горении веществ в воздухе происходит быстрая химическая реакция между горючим веществом и кислородом воздуха с интенсивным тепловыделением.
    Образование пламени связано с газообразным состоянием веществ , поэтому горение жидких и твердых веществ предполагает их переход в газообразную фазу. В случае горения жидкостей этот про-цесс обычно заключается в простом кипении с испарением у поверхности. При горении почти всех твердых материалов образование веществ , способных улетучиваться с поверхности материала, и попа-дание в область пламени происходит путем химического разложения (пиролиза)
    При пол¬ном го¬ре¬нии про¬дук¬та¬ми сго¬ра¬ния яв¬ля¬ют¬ся дву¬окись уг¬ле¬ро¬да (CO2), во¬да (H2O), азот (N), сер¬ни¬стый ан¬гид¬рид (SO2), фос¬фор¬ный ан¬гид¬рид. При не¬пол¬ном го¬ре¬нии обыч¬но об¬ра¬зу¬ют¬ся ед¬кие, ядо-ви¬тые го¬рю¬чие и взры¬во¬опас¬ные про¬дук¬ты: окись уг¬ле¬ро¬да, спир¬ты, ки¬сло¬ты, аль¬де¬ги¬ды.
  8. Температуры горения.
    Тепло, выделяющееся при сгорании топлива, воспринимается продуктами сгорания, которые нагревают-ся до определенной температуры , называемой температурой горения . Различают калориметриче-скую, теоретическую и действительную температуры сгорания топлива.
    В уравнение теплового баланса реального горения входят составляющие, величина которых зависит не только от теплофизических свойств топлива, но и от условий, при которых протекает горение . Напри-мер, от степени подогрева топлива и воздуха, потерь теплоты при горении , тепловосприятия в топке, коэффициента избытка воздуха.
    Чтобы выявить потенциальные возможности топлива, вводят понятие горения без подогрева топлива и воздуха при идеальном адиабатическом процессе, т. е. горения с теоретическим количеством воздуха, без потерь теплоты и без теплообмена в топочной камере и с окружающей средой. Полученная в этих условиях температура продуктов сгорания называется теоретической.
    Калориметрическая температура отражает влияние подогрева топлива и воздуха и коэффициента избытка расхода воздуха α на температуру адиабатического горения . Повышение температуры по-догрева топлива и воздуха увеличивает приход теплоты в зону горения и повышает температуру горения , а увеличение коэффициента избытка воздуха α вызывает увеличение объема продуктов сгорания Vг, что понижает температуру горения . Поэтому в зависимости от влияния этих факторов калориметрическая температура может быть выше или ниже теоретической.
    В реальных условиях не все тепло, выделяющееся при горении , идет на нагрев продуктов реакции, так как часть тепла передается экранной системе топочной камеры и некоторое количество тепла теряется в окружающую среду; кроме того, при высоких температурах происходит диссоциация части продуктов сгорания (СО2 и Н2О), сопровождающаяся поглощением тепла.
    Отношение действительной температуры горения топлива к теоретической называется пирометриче-ским коэффициентом.
  9. Ламинарный и турбулентный газодинамические режимы горения
    Дозвуковое горение (дефлаграция) в отличие от взрыва и детонации протекает с низкими скоростями и не связано с образованием ударной волны. К дозвуковому горению относят нормальное ламинар-ное и турбулентное распространения пламени, к сверхзвуковому — детонацию.
    Ламинарное пламя обладает вполне определённой скоростью перемещения относительно неподвижно-го газа, которая зависит от состава смеси, давления и температуры и определяется только химической кинетикой и молекулярной теплопроводностью. Эта нормальная скорость является физико-химической константой смеси.
    Скорость распространения турбулентного пламени зависит от скорости потока, а также степени и масштаба турбулентности. Горение в потоке (факельный процесс) – это Г. струи при её истечении из трубы (сопла) в открытое пространство или камеру — очень распространённый в технике вид Г. Разли-чают Г. при истечении заранее перемешанной смеси и Г. при раздельном истечении горючего и окисли-теля, когда процесс определяется перемешиванием (диффузией) двух потоков.
  10. Гомогенное и гетерогенное горение.
    Горением называется сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимся превращением и сопровождающийся выделением большого количества тепла и света. (Обычно в качестве окислителя участвует кислород воздуха, кото-рого содержится около 21%).
    Для возникновения и развития процесса горения необходимы: горючее вещество, окислитель и ис-точник воспламенения, инициирующий реакцию.
    Горючее вещество и окислитель должны находиться в определенных соотношениях друг с другом.
    Горение , как правило, происходит в газовой фазе. Поэтому горючие вещества, находящиеся в конденсированном состоянии (жидкие, твердые материалы), для возникновения и поддержания горе-ния должны подвергаться газификации (испарению, разложению), в результате которой образуются горючие пары и газы в количестве, достаточном для горения .
    В зависимости от агрегатного состояния горючих веществ горение может быть гомогенным и гетерогенным .
    Гомогенное горение : компоненты горючей смеси находятся в газообразном состоянии. Причем, если компоненты перемешаны, то горение называют кинетическим. Если не перемешаны – диффузионное горение.
    Гетерогенное горение : характеризуется наличием раздела фаз в горючей смеси (горение жидких и твердых горючих веществ в среде газообразного окислителя).
    Горение различается также по скорости распространения пламени и в зависимости от этого фактора оно может быть:
  • дефляграционным (скорость пламени в пределах нескольких метров с секунду);
  • взрывным (скорость пламени до сотен метров в секунду);
  • детонационным (скорость пламени порядка тысяч метров в секунду).
    Кроме того различают: ламинарное горение, характеризуемое послойным распространением фронта пламени по горючей смеси; турбулентное, характеризуемое перемешиванием слоев потока и повышен-ной скоростью выгорания.
    Равномерное распространение горения устойчиво лишь в том случае, если оно не сопровождается повы-шением давления. Когда горение происходит в замкнутом пространстве, или выход газообразных про-дуктов затруднителен, то повышение температуры приводит к интенсивному расширению газовых объе-мов и взрыву.
    Под взрывом понимают быстрое превращение веществ, сопровождающееся выделением энергии и обра-зованием сжатых газов, способных производить работу.
    Пожаром называется неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб и представляющее опасность для людей. 11. Кинетический и диффузионный режимы горения.(2) Горючие системы подразделяются на однородные и неоднородные. Однородными являются си-стемы, в которых горючее вещество и воздух равномерно перемешаны друг с другом (смеси горючих газов, паров с воздухом). Горение таких систем называют горением кинетическим. Скорость его опреде-ляется скоростью химической реакции, значительной при высокой температуре. При определенных условиях такое горение может носить характер взрыва или детонации. Неоднородными являются системы, в которых горючее вещество и воздух не перемешаны друг с другом и имеют поверхности раздела (твердые горючие материалы и не распыленные жидкости). В процессе горения неоднородных горючих систем кислород воздуха проникает (диффундирует) сквозь продукты горения к горючему веществу и вступает с ним в реакцию. Такое горение называют диффузионным горением, так как его скорость определяется главным образом, сравнительно медленно протекающим процессом-диффузией.
  1. Состав горючих веществ и окислителя при расчётах параметров
    горения в атмосфере.
    При большинстве пожаров в основе горения лежат реакции со¬единения горючих веществ с кисло-родом воздуха и только в отдельных случаях, когда горят взрывчатые вещества, пиротехнические изде-лия и другие материалы с положительным кислородным балансом, горение происходит за счет кислоро-да, содержащегося в молекуле горючего ве¬щества или кислорода окислителя.
    Поскольку воздух состоит из 21 % (об.) кислорода и 79 % (об.) азота, т.е. в нем на 1 моль кислорода приходится 79/21 = 3,76 молей азота, то уравнение реакции горения вещества в воздухе составляют с уче¬том того, что на каждый моль кислорода приходится по 3,76 моля азота.
    Например, реакции горения водорода, метана, этана, пропана, ацитилена и спирта, и запишутся в виде следующих уравнений:
    2Н2 +02 +3,76N2 = 2H2 0 + 3,76N2.
    СН4 + 202 + 2 * 3,76N2 = С02 + 2Н20 + 2 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С3Н8 + 502 + 5* 3,76N2 = 3С02 + 4Н20 + 5 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С2Н50Н + 302 + 3 • 3/76N 2 = 2С02 + ЗН20 + 3 • 3,76N2;
    Азот в уравнениях химических реакций горения учитывается по¬тому, что он поглощает часть теплоты, выделяемой в результате реакций горения, и входит в состав продуктов сгорания — дымовых газов. При написании уравнения горения и составлении материального баланса, как правило, записывают только продукты полного окисления СО2 и Н2О. Если в составе горючего вещества есть сера (S), то при сгора-нии образуется SО2 – его также записывают. Азот (N), входящий в состав горючего вещества, при го-рении в воздухе не окисляется, а выделяется в виде свободного азота (N2). Объясняется это тем, что при горении в воздухе температура горения относительно невысокая (1500-2000 К) и при такой температуре окислы азота не образуются. По уравнениям химических реакций горения рассчитывается ко¬личество воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы или единицы объема горючего вещества, а также состав и количество продуктов сгорания.
  2. Влажность, летучие продукты пиролиза и межфазовые переходы
    Пиролиз (от греч. руr-огонь и lysis-разложение, распад)– разложение или др. превращения хим. соедине-ний при нагревании.
    Образование пламени связано с газообразным состоянием вещества, поэтому горение жидких и твердых веществ, сопровождающееся возникновением пламени, предполагает их предварительный переход в га-зообразную фазу. В случае горения жидкостей этот процесс обычно заключается в простом кипении с испарением у поверхности, в то время как при горении почти всех твердых веществ образование продуктов, способных улетучиваться с поверхности материала и попадание в область пламени, происходит путем химического разложения или пиролиза.
    Для протекания процесса горения необходимо горючее вещество, кислород (воздух) и источник вос-пламенения. Горючее вещество и кис¬лород составляют горючую систему. Источник воспламенения вы-зывает в ней реакцию окисления. При установившемся горении источником вос¬пламенения служит теп-лота зоны реакции.
    Горючие системы могут быть однородными (однофазными, гомо¬генными) и неоднородными (мно-гофазными, гетерогенными, гетерофазными). К гомогенным относятся газообразные системы, в которых го¬рючее вещество и окислитель перемешаны друг с другом, например, смеси горючих газов с воздухом. К неоднородным относятся системы, в кото¬рых горючее вещество и окислитель находятся в разных фа-зах, отделе¬ны друг от друга поверхностью раздела, например твердые горючие ма¬териалы и жидкости, находящиеся в соприкосновении с воздухом, струи горючих газов, поступающие в воздух.
    При горении гетерогенных горючих систем кислород, для того чтобы вступить в реакцию с го-рючим веществом, должен продиффундировать через область пространства, занятую смесью воздуха и продук¬тов горения.
    При высоких температурах наблюдается диффузионное горение, при низких — кинетическое
    Горение всех видов газов, жидкостей и твердых веществ на пожарах (за исключением некоторых взрывчатых веществ и пиротехнических изделий) является диффузионным. Так как наблюдаемая ско-рость химической реакции в диффузионной области определяется скоростью диффузии кислорода в зону реакции, то все реакции горения в этой области имеют одинаковую скорость, не зависящую от природы горючего. Температурная зависимость скорости реакции в этой области сравнительно невелика и опре-деляется изменением физических констант (коэффициента диффузии, вязкости и т.д.) от температуры.
    При горении гомогенных горючих систем, в которых окислитель и горючее вещество находятся в одной фазе, диффузионные явления обычно роли не играют.
    Горение, зависящее только от скорости химической реакции, называется кинетическим. Скорость кинетического горения смесей значительно превышает скорость диффузионного горения горючих веществ, находящихся в них. Горение таких смесей в замкнутом объеме представляет взрыв. На практике кинетическое горение наблюдается только в начальной фазе пожара. Так, пожар ЛВЖ в резервуарах часто возникает в результате взрыва образовавшейся в них смеси паров жидкости с возду-хом. При взрыве смеси крыша резервуара сбрасывается и горение паров жидкости происходит в диффу-зионной области.
  3. Теплота сгорания горючих веществ
    Горючее, имеющее в своем составе водород, при сгорании образует воду в газообразном состоянии, которая, охлаждаясь, будет конденсироваться. Так как в процессе конденсации паров тепло выделяется, то общее количество теплоты, полученное при сгорании вещества, будет больше на эту величину, при этом количество теплоты, выделяющееся при конденсации паров, равно количеству теплоты, затрачен-ному на парообразование. Тогда Qв = Qн+r, где – Qв высшая теплота сгорания вещества, r – удельная теплота парообразования воды, а Qн – низшая теплота сгорания это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании единицы количества горючего вещества (моль, кг или м3).
    Qн может быть рассчитана по закону Гесса, который говорит о том, что тепловой эффект химиче-ской реакции равен разности сумм теплоты образования продуктов реакции и теплоты образования исходных веществ, при этом надо учитывать, что теплота образования простого вещества (вещества, моле-кулы которого состоят из атомов одного элемента, например, N2, O2, H2, S, C…) принимает-ся равной нулю. Удельная теплота сгорания (формулы Д. И. Менделеева).
    Высшая:
    Низшая:
    где C,H,W,S – суммарное содержание веществ в % по массе, 25,1*(9Н+W )– теплота затраченная на испарение влаги W вещества и воды, образующейся при сгорании водорода Н горючего вещества (кДж/кг)
  4. Стехиометрия горения. Удельный расход окислителя
    на горение техногенного вещества.
    Уравнение реакции горения вещества в воздухе составляется с учетом того, что в нем на 1 моль кис-лорода приходится 3,76 молей азота. Например, реакции горения водорода, метана, этана, пропана, аци-тилена и спирта, и запишутся в виде следующих уравнений:
    2Н2 +02 +3,76N2 = 2H2 0 + 3,76N2.
    СН4 + 202 + 2 * 3,76N2 = С02 + 2Н20 + 2 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С3Н8 + 502 + 5* 3,76N2 = 3С02 + 4Н20 + 5 • 3,76N2;
    С2Н2 + 2,502 + 2,5* 3,76N2 = 2С02 + Н20 + 2,5 • 3,76N2;
    С2Н50Н + 302 + 3 • 3/76N 2 = 2С02 + ЗН20 + 3 • 3,76N2;
    Азот в уравнениях химических реакций горения учитывается по¬тому, что он поглощает часть теп-лоты, выделяемой в результате реакций горения, и входит в состав продуктов сгорания — дымовых га-зов. При написании уравнения горения и составлении материального баланса, как правило, записывают только продукты полного окисления СО2 и Н2О. Если в составе горючего вещества есть сера (S), то при сгорании образуется SО2– также записывают. Азот (N), входящий в состав горючего вещества, при горении в воздухе не окисляется, а выделяется в виде свободного азота (N2). Объясняется это тем, что при горении в воздухе температура горения относительно невысокая (1500-2000 К) и при такой температуре окислы азота не образуются. По уравнениям химических реакций горения рассчитывается ко¬личество воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы или единицы объема горючего вещества, а также состав и количество продуктов сгорания.
    Минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания единицы массы (кг) или объёма (м3) горючего вещества, называется теоретически необходимым и обозначается Vв0.
    Для горения индивидуального вещества(газа) потребуется удельный объём воздуха, рассчитываемый по формуле: Vв0 = 4,76*О/ Z (м3воздуха/м3газов), где О – количество молей кислорода, Z – количество молей горючего, 4,76 – количество молей воздуха, приходящихся на один моль кислорода.
Готовая работа, которую можно скачать бесплатно и без регистрации:   ВЛИЯНИЕ ВНЕДРЕНИЯ СОЖ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ «МИГ-ТЕХНО» НА СОСТОЯНИЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Например: Определить удельный объём воздуха Vв0 для горения водорода, метана, этана, пропана и ацитилена. Решение: Из уравнений реакций горения ( см. уравнения выше, без записи азота):
для водорода: 2Н2 +02 = 2H2 0 4,761/2=2,38 м3воздуха/м3водорода для метана: СН4 + 202 = С02 + 2Н20 4,762/1=9,52 м3воздуха/м3метана
для этана: С2Н6 + 3,502 = 2С02 + 3Н20 4,763,5/1=16,66 м3воздуха/м3этана для пропана: С3Н8 + 502 = 3С02 + 4Н20 4,765/1= 23,8 м3воздуха/м3пропана
для ацителена: С2Н2 + 2,502 = 2С02 + Н20 4,762,5/1= 11,9 м3воздуха/м3ацитилена Для горения смеси химических соединений (древесина, торф ,нефть, смесь газов и др.) – для сгорания 1 кг жидких и твердых веществ потребуется: Vв0 = 0,269(С/3+Н+S/8 – О/8) м3воздуха/кг горючего, где С, Н, S, О – процентное содержание соответ-ствующего элемента по массе.
Например: Определить объём воздуха, теоретически необходимого для горения для 5 кг торфа состава: С – 40%, Н – 4%, О – 13%, N – 20%, А (зола) – 10%, W – 13%. Решение: Так как азот, зола и влага топлива не принимают участие в горении, то на 1кг торфа потребуется
Vв0 = 0,269(40/3+4 – 13/8) = 4,23 м3/кг, а на 5кг – 4,235 = 21,15 м3воздуха.
– для сгорания 1 м3 смеси газов потребуется: Vв0 =( ∑KiГi )/21( м3воздуха/м3смеси газов), где Ki – количество молей кислорода, расходуемых на 1 моль i-го газа, Гi – процентное содержание i-го газа в смеси газов (%). Например: Определить объём воздуха, теоретически необходимого для горения 1м3 природного газа состава: СН4 – 86,5%, С2Н6 – 3%, С3Н8 – 1%, СО2 – 7,3%, N2 – 2,2%. Решение. Из уравнений реакций горения соответствующих газов определяем коэффициенты Ki для мета-на, этана и пропана (СО2 и N2 не принимают участие в горении). для метана: СН4 + 202 = С02 + 2Н20, откуда Кметана = 2; для этана: С2Н6 + 3,502 = 2С02 + 3Н20 откуда Кэтена = 3,5; для пропана: С3Н8 + 502 = 3С02 + 4Н20 откуда Кпропана = 5; Для сгорания 1 м3 природного газа указанного состава потребуется: Vв0 = (286,5+3,53+51) /21= 8,98 ( м3воздуха/м3 природного газа)

  1. Состав атмосферного воздуха при расчётах параметров горения.
    При большинстве пожаров в основе горения лежат реакции со¬единения горючих веществ с кисло-родом воздуха и только в отдельных случаях, когда горят взрывчатые вещества, пиротехнические изде-лия и другие материалы с положительным кислородным балансом, горение происходит за счет кислоро-да, содержащегося в молекуле горючего ве¬щества или кислорода окислителя.
    Поскольку воздух состоит из 21 % (об.) кислорода и 79 % (об.) азота, т.е. в нем на 1 моль кислорода приходится 79/21 = 3,76 молей азота, то уравнение реакции горения вещества в воздухе составляют с уче¬том того, что на каждый моль кислорода приходится по 3,76 моля азота.
    Например, реакции горения водорода, метана, этана, пропана, ацитилена и спирта, и запишутся в виде следующих уравнений:
    2Н2 +02 +3,76N2 = 2H2 0 + 3,76N2.
    СН4 + 202 + 2 * 3,76N2 = С02 + 2Н20 + 2 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С3Н8 + 502 + 5* 3,76N2 = 3С02 + 4Н20 + 5 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С2Н50Н + 302 + 3 • 3/76N 2 = 2С02 + ЗН20 + 3 • 3,76N2;
    Азот в уравнениях химических реакций горения учитывается по¬тому, что он поглощает часть теплоты, выделяемой в результате реакций горения, и входит в состав продуктов сгорания — дымовых газов. При написании уравнения горения и составлении материального баланса, как правило, записывают только продукты полного окисления СО2 и Н2О. Если в составе горючего вещества есть сера (S), то при сгора-нии образуется SО2 – его также записывают. Азот (N), входящий в состав горючего вещества, при го-рении в воздухе не окисляется, а выделяется в виде свободного азота (N2). Объясняется это тем, что при горении в воздухе температура горения относительно невысокая (1500-2000 К) и при такой температуре окислы азота не образуются. По уравнениям химических реакций горения рассчитывается ко¬личество воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы или единицы объема горючего вещества, а также состав и количество продуктов сгорания.
  2. Удельный теоретический расход воздуха на горение техногенного вещества.
    Уравнение реакции горения вещества в воздухе составляется с учетом того, что в нем на 1 моль кис-лорода приходится 3,76 молей азота. Например, реакции горения водорода, метана, этана, пропана, аци-тилена и спирта, и запишутся в виде следующих уравнений:
    2Н2 +02 +3,76N2 = 2H2 0 + 3,76N2.
    СН4 + 202 + 2 * 3,76N2 = С02 + 2Н20 + 2 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С3Н8 + 502 + 5* 3,76N2 = 3С02 + 4Н20 + 5 • 3,76N2;
    С2Н2 + 2,502 + 2,5* 3,76N2 = 2С02 + Н20 + 2,5 • 3,76N2;
    С2Н50Н + 302 + 3 • 3/76N 2 = 2С02 + ЗН20 + 3 • 3,76N2;
    Азот в уравнениях химических реакций горения учитывается по¬тому, что он поглощает часть теп-лоты, выделяемой в результате реакций горения, и входит в состав продуктов сгорания — дымовых га-зов. При написании уравнения горения и составлении материального баланса, как правило, записывают только продукты полного окисления СО2 и Н2О. Если в составе горючего вещества есть сера (S), то при сгорании образуется SО2– также записывают. Азот (N), входящий в состав горючего вещества, при горении в воздухе не окисляется, а выделяется в виде свободного азота (N2). Объясняется это тем, что при горении в воздухе температура горения относительно невысокая (1500-2000 К) и при такой температуре окислы азота не образуются. По уравнениям химических реакций горения рассчитывается ко¬личество воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы или единицы объема горючего вещества, а также состав и количество продуктов сгорания.
    Минимальное количество воздуха, необходимое для полного сгорания единицы массы (кг) или объёма (м3) горючего вещества, называется теоретически необходимым и обозначается Vв0.
    Для горения индивидуального вещества(газа) потребуется удельный объём воздуха, рассчитываемый по формуле: Vв0 = 4,76О/ Z (м3воздуха/м3газов), где О – количество молей кислорода, Z – количество молей горючего, 4,76 – количество молей воздуха, приходящихся на один моль кислорода. Например: Определить удельный объём воздуха Vв0 для горения водорода, метана, этана, пропана и ацитилена. Решение: Из уравнений реакций горения ( см. уравнения выше, без записи азота): для водорода: 2Н2 +02 = 2H2 0 4,761/2=2,38 м3воздуха/м3водорода
    для метана: СН4 + 202 = С02 + 2Н20 4,762/1=9,52 м3воздуха/м3метана для этана: С2Н6 + 3,502 = 2С02 + 3Н20 4,763,5/1=16,66 м3воздуха/м3этана
    для пропана: С3Н8 + 502 = 3С02 + 4Н20 4,765/1= 23,8 м3воздуха/м3пропана для ацителена: С2Н2 + 2,502 = 2С02 + Н20 4,762,5/1= 11,9 м3воздуха/м3ацитилена
    Для горения смеси химических соединений (древесина, торф ,нефть, смесь газов и др.)
    – для сгорания 1 кг жидких и твердых веществ потребуется:
    Vв0 = 0,269(С/3+Н+S/8 – О/8) м3воздуха/кг горючего, где С, Н, S, О – процентное содержание соответ-ствующего элемента по массе. Например: Определить объём воздуха, теоретически необходимого для горения для 5 кг торфа состава: С – 40%, Н – 4%, О – 13%, N – 20%, А (зола) – 10%, W – 13%. Решение: Так как азот, зола и влага топлива не принимают участие в горении, то на 1кг торфа потребуется Vв0 = 0,269(40/3+4 – 13/8) = 4,23 м3/кг, а на 5кг – 4,235 = 21,15 м3воздуха. – для сгорания 1 м3 смеси газов потребуется: Vв0 =( ∑KiГi )/21( м3воздуха/м3смеси газов),
    где Ki – количество молей кислорода, расходуемых на 1 моль i-го газа, Гi – процентное содержание i-го газа в смеси газов (%).
    Например: Определить объём воздуха, теоретически необходимого для горения 1м3 природного газа состава: СН4 – 86,5%, С2Н6 – 3%, С3Н8 – 1%, СО2 – 7,3%, N2 – 2,2%.
    Решение:. Из уравнений реакций горения соответствующих газов определяем коэффициенты Ki для ме-тана, этана и пропана (СО2 и N2 не принимают участие в горении).
    для метана: СН4 + 202 = С02 + 2Н20, откуда Кметана = 2;
    для этана: С2Н6 + 3,502 = 2С02 + 3Н20 откуда Кэтена = 3,5;
    для пропана: С3Н8 + 502 = 3С02 + 4Н20 откуда Кпропана = 5;
    Для сгорания 1 м3 природного газа указанного состава потребуется:
    Vв0 = (286,5+3,53+5*1) /21= 8,98 ( м3воздуха/м3 природного газа)
  3. Коэффициент избытка воздуха.
    Практически при горении на пожарах расход воздуха значительно больше. Разность между количе-ством воздуха, идущим на горение, и теоретически необходимым, называется избытком воздуха. Отношение количества воздуха, практически расходующегося при горении (Vв) к теоретически необходимому количеству (Vв0), называется коэффициентом избытка воздуха в : в = Vв / Vв0
    При пожарах внутри помещений коэффициент избытка воздуха непостоянен и изменяется во времени даже при постоянной площади приточных проёмов. На величину в влияют вид и состояние горючего вещества, величина площади пожара и условия диффузии воздуха к зоне горения. С увеличением пло-щади пожара коэффициент в уменьшается и достигает минимума при максимальной площади пожара ( вследствии увеличения Vв0 ). По мере выгорания вещества на этой площади коэффициент в снова увеличивается. (см. рис. 6.1.)
  4. Определение количества и состава продуктов сгорания вещества
    Состав и количество продуктов сгорания определяются по уравнениям химических реакций горения и рассчитывается ко¬личество воздуха, необходимого для полного сгорания единицы массы или единицы объема горючего вещества.
    При большинстве пожаров в основе горения лежат реакции со¬единения горючих веществ с кисло-родом воздуха и только в отдельных случаях, когда горят взрывчатые вещества, пиротехнические изде-лия и другие материалы с положительным кислородным балансом, горение происходит за счет кислоро-да, содержащегося в молекуле горючего ве¬щества или кислорода окислителя.
    Поскольку воздух состоит из 21 % (об.) кислорода и 79 % (об.) азота, т.е. в нем на 1 моль кислорода приходится 79/21 = 3,76 молей азота, то уравнение реакции горения вещества в воздухе составляют с уче¬том того, что на каждый моль кислорода приходится по 3,76 моля азота.
    Например, реакции горения водорода, метана, этана, пропана, ацитилена и спирта, и запишутся в виде следующих уравнений:
    2Н2 +02 +3,76N2 = 2H2 0 + 3,76N2.
    СН4 + 202 + 2 * 3,76N2 = С02 + 2Н20 + 2 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С3Н8 + 502 + 5* 3,76N2 = 3С02 + 4Н20 + 5 • 3,76N2;
    С2Н6 + 3,502 + 3,5* 3,76N2 = 2С02 + 3Н20 + 3,5 • 3,76N2;
    С2Н50Н + 302 + 3 • 3/76N 2 = 2С02 + ЗН20 + 3 • 3,76N2;
    Азот в уравнениях химических реакций горения учитывается по¬тому, что он поглощает часть теплоты, выделяемой в результате реакций горения, и входит в состав продуктов сгорания — дымовых газов. При написании уравнения горения и составлении материального баланса, как правило, записывают только продукты полного окисления СО2 и Н2О. Если в составе горючего вещества есть сера (S), то при сгора-нии образуется SО2 – его также записывают. Азот (N), входящий в состав горючего вещества, при го-рении в воздухе не окисляется, а выделяется в виде свободного азота (N2). Объясняется это тем, что при горении в воздухе температура горения относительно невысокая (1500-2000 К) и при такой температуре окислы азота не образуются.
    Теоретический объём продуктов сгорания (в=1) твердых и жидких горючих веществ определяется по формуле: Vпс0=( С02+ Н20+ N2+ SО2)22,4/М (м3/кг), где С02, Н20, N2, SО2 – число киломолей соответ-ствующего вещества в уравнении реакции горения одного киломоля горючего вещества. М– молекуляр-ная масса горючего вещества, кг/кмоль. Например Определить объем и состав (в объемных процентах) продуктов сгорания 1 кг этилацетата (СН3СООС2Н.) при 273 К и дав¬лении 101,3 кПа. ( т.е. при нормальных условиях). Решение. Составляем уравнение горения этилацетата в воздухе: CH3COOC2H5+502+53,76N2=4C02+4H20+18,8N2.
    Молекулярная масса этилацетата М=88. Таким образом, при го¬рении 88 кг этилацетата выделяется 4+4+18,8=26,8 кмолей продуктов сгорания, а при горении 1 кг этилацетата удельный объём про-дуктов сгорания составит: Vпс0=(4+4+18,8)22,4/88=6,82 м3/кг. Определяем состав продуктов сгорания в объемных процентах: C02=4100/26,8=15,92%; H20=4100/26,8=15,92%; N2=100 – 215,92=68,16% .
    Если горение протекает при избытке воздуха ∆Vв, то находим его по формуле: ∆Vв=(в -1)* Vв0
    Полное количество азота в продуктах сгорания составит:
    VN2= VN20+0,79(в -l)* Vв0, а количество избыточного кислорода: ∆VO2=0,21.( в -l)* Vв0
    Полное количество продуктов сгорания: Vпс = Vпс0 + ∆Vв
  5. Энтальпия и энтропия
    Энтальпия, или общее теплосодержание насыщенного пара, это количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1кг вещества от абсолютного нуля до пара заданной температуры.
    Энтальпия в общем случае является функцией температуры и давления. Увеличение энтальпии с прира-щением температуры: Δi = Срср (Т2 – Т1) = Срср (t2 – t1), Дж/кг, т.е. изменение энтальпии идеального газа равно произведению средней теплоёмкости при постоянном давлении на разность температур газа.
    Энтропия – функция состояния рабочего тела, выражается соотношением:
    ds = dq / T = (du + dl) / T, Дж/(кг∙К), где: ds – приращение энтропии, Дж/(кг∙К).
    dq–изменение тепловой энергии рабочего тела, Дж/кг. du–приращение внутренней энергии, Дж/кг. dl – внешняя работа, Дж/кг. Т – абсолютная температура, К
    Таким образом, энтропия – это параметр, который изменяется только от количества переданной или отведённой теплоты. При ds > 0 теплота к системе подводится, при ds < 0 – отводится. В термодинамике широко используются не только координаты p – v, но и s – T, а также термодинамическое состояние вещества представляют диаграммой i – s.
    Энтропия не может быть измерена каким-либо образом, как на¬пример, объем и определяется только расчетным путем. Количество теплоты: q = Т • ds или dq=Tds .
    Функциональные зависимости T=T(s) и р = р (v) определяют тер¬модинамические процессы, поэтому в термодинамике широко использу¬ются не только координаты « р -v», но и «s-Т» — координаты, характе-ризующие теплообмен с внешней средой
  6. Энтальпия окислителя и воздуха, участвующего в горении
    Энтальпия — это полная энергия рабочего тела в потоке, зави¬сящая от термодинамического состоя-ния тела и представляющая собой сумму внутренней энергии u и потенциальной энергии pv,
    т.е.: i=u+pv. В случае пожара это энергия горючих веществ, окислителя и воздуха, поступающих в зону горения или уходящих из неё.
    Тепловой баланс внутреннего пожара на любой стадии развития, отнесённый к единице площади пожа-ра: Qнр * Wм + QФ = Q1 + Q2+Q3+Q4 + Q5+Q6, кДж/(м2с), где Qнр — низшая удельная теплота сгорания вещества, кДж/кг; Qф — энтальпия горючих веществ и воздуха, поступающих на го¬рение в единицу времени на 1 м2 пло-щади пожара, кДж/(м2с);
    Wм — массовая скорость выгорания горючего вещества с 1 м2 го¬рящей поверхности, кг/(м2с); Q1 — энтальпия продуктов сгорания, уходящих из зоны горения с единицы площади пожара в единицу времени, кДж/(м2с);
    Q2 — энтальпия избытка воздуха, поступающего на горение, кДж/(м2с); Q3— количество теплоты, излучаемой пламенем, кДж/(м2с);
    Q4 — количество теплоты, затрачиваемой на нагрев реагирующих веществ, кДж/(м2с); Q5 — количество теплоты, затрачиваемой на нагрев строительных конструкций, кДж/(м2с);
    Q6 — потери теплоты вследствие неполноты химического сгора¬ния, кДж/(м2с). Количество теплоты, излучаемой пламенем факела в единицу вре¬мени с единицы поверхности, может быть определено по формуле Стефана-Больцмана: Q3=ε0σТ4 пл , кДж/(м2-с), где ε0 — степень черноты пламени; σ — постоянная Стефана-Больцмана, σ = 5,6710-11 кВт/(м2*К4); Тпл — температура пламени, К.
    При горении нефтепродуктов степень черноты пламени близка к единице.
    Если форму пламени принять конической, то отношение поверх¬ности пламени Fпл к площади пожара Fп для случая горения нефтепро¬дуктов в резервуарах примерно составит:
Готовая работа, которую можно скачать бесплатно и без регистрации:   Испытания на надежность противопожарного противогаза

Таким образом, на внутренних пожарах доля теплоты, теряемой излучением, меньше половины теплоты, выделяющейся в результате горения.
Тепловой баланс открытого пожара отличается от внутреннего тем, что в правой части уравнения отсут-ствует величина Q5. На от¬крытом пожаре наибольшее значение имеет теплота, уносимая с продук¬тами сгорания и излучаемая зоной горения. Последнее обстоятельство способствует распространению пожара и затрудняет действия пожарных.

Ответы на экзамен «Горение и взрыв»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Рейтинг@Mail.ru