Определение характеристик горения пентана

Он рассчитывается, исходя из общего числа киломолей продуктов горения. Общее число киломолейпродуктов сгорания принимается за 100% и вычисляется процентноесодержание каждого компонента продуктов горения. При, При, 2.6 Низшая теплота горения, определенная в соответствии с законом Гесса и по формуле Менделеева.

В основе процесса горения лежит химическая реакция горючеговещества с окислителем, которая происходит с интенсивным тепловыделением. Количество тепла, выделяющегося при полном сгорании одного моля вещества, называется теплотой сгорания этого вещества (Qгор, ΔHгор).Согласно следствию из закона Гесса, теплота горения вещества равнаразности между суммой теплот образования продуктов горения с учетом ихкоэффициентов ni в уравнении реакции горения и теплотой образования ΔHобрисходного вещества: — тепловой эффект реакции образования 1 моля вещества изпростых веществ. Учитывая, что кислород — простое вещество и для него, Подставляя значения теплоты образования CO2, H2O и С5H12 из справочной литературы, окончательно получаю:

Проводя различные расчеты, необходимо помнить, что разностьэнтальпий ΔHгор и теплота Q имеют одинаковое числовое значение, но разныйзнак. Поэтому:

Рассчитываю теплоту горения при известной молярной массе. Нахожу теплоту горения при нормальных условиях и получаю:

Теперь делаю тоже для заданных условий:

Низшую теплоту горения вещества с известным элементным составомможно рассчитать по формуле Д. И. Менделеева:

где (%С), (%Н), (%О), (%N), (%S), W — содержание в горючем веществеуглерода, водорода, кислорода, азота, серы и влаги. Название параметра.

Нормальные условия.

Заданные условия.

Теплота сгорания (Q)144857 кДж/м3 134 975 кДж/м32.

7 Расчет температур горения вещества.

Под температурой горения понимают максимальную температуру, докоторой нагреваются продукты горения. Принято различать адиабатическую температуру горения, рассчитываемую без учета потерь тепла в окружающеепространство, и действительную температуру горения, учитывающую этитеплопотери. Задача вычисления адиабатической температуры горения сводится кнахождению такой температуры, при которой существует равенствовнутренних энергий исходного вещества и продуктов его горения. Расчет температуры горения осуществляется с помощью формулы:η - коэффициент теплопотерь;

Т0 — начальная температура, [К]; Тг — температура горения, [К]; Ср — средняя объемная теплоемкость продуктов горения при постоянномдавлении, [кДж/(м3· К)], Q — тепло, выделяемое при реакции горения, [кДж]; Vпг- объем продуктов полного горения с учетом избытка воздуха, [м3]; (1-η) — данная разность учитывается только тогда, когда рассчитываетсядействительная температура. Произвожу расчет температур горения при α = 1, η = 0 (нахожукалориметрическую температуру):

1)При α ≠ 1, η = 0 (адиабатическая температура):

2)Теперь рассчитываю действительную температуру горения, не забываяпро разность (1-η), при α ≠ 1, η = 0,01:3)Температура горения рассчитывается еще одним методом — методоминтерполяции. Он заключается в нахождении температурного интервала спомощью сравнения теплоты сгорания полученной по формуле Менделеева.

Д.И. или Гесса и переведенной к единицам кДж/кмоль с теплотой сгорания, полученной при расчете на каждом интервале температур. Таким образом, практический состав продуктов сгорания:

Определяю общее количество продуктов сгорания:

Теплота горения пентана:

Перевожу эту величину в кДж/моль:

Среднее теплосодержание продуктов горения находится по формуле:

Среднее теплосодержание продуктовгорения (при своих условиях) α ≠1, η ≠ 0Среднее теплосодержание продуктовгорения (при нормальных условиях)α =1, η = 24 443,1 кДж79 731,8 кДжПо справочным данным, ориентируясь на азот, определяю Т2= 2200 °С:Так как,, следовательно выбираю Т1 = 2100 °С:получаю,, таким образом, Т2 находится в интервале температур от 2100 до 2200 °C.Вывод: На основании полученных результатов можно сделать вывод отом, что адиабатическая температура при нормальных условияхприблизительно равна температуре, полученной с помощью методаинтерполяции:

Для того чтобы произвести сравнение, полученных результатов, длялучшей систематизации и анализа данных привожу таблицу. Из таблицы видно, что существует несколько способов определения параметров (не для всехкатегорий), указанных во втором разделе, расчет производился для двухслучаев — при нормальных условиях и при заданных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Определяемая величина.

ВеществоИндивидуальное соединение.

Сложного элементного состава.

Нормальные условия.

Данные условия.

Исходные данные.

ФормулаС5Н12Температура+30°СДавление786 мм. рт. СтМолярная масса72 кг/моль.

Расчетные значения.

Количество атомов в молекуле:

Углерода55Водорода1212.

Кислорода00Серы00Азота00Коэффициенты в уравнении пред:

Воздухом88Н2О66СО255SO200N23,76×83,76×83,76x N288Молярный объем22,4 м3/кмоль24,04 м3/кмоль.

Теоретический объем воздуха11,85 м312,72 м3Избыток воздуха28,91 м331,04 м3Практический объем воздуха40,76 м343,76 м3объем Н2О1,87 м32,00 м3объем СО21,56 м31,67 м3объем SO20,000,00объем N29,36 м310,04 м3Практический объем продуктов горения12,78 м313,72 м3Общий объем продуктов горения41,69 м344,76 м3Низшая теплота сгорания по Гессу144 857 кДж/м3 134 975 кДж/м3Низшая теплота сгорания по Менделееву45 491,4 кДж/кг.

Температура горения.

Калориметрическая2307 К2168 КАдиабатическая896,5 К853,8 КДействительная890,3 К848,0КЛИТЕРАТУРАБаратов А.Н., Корольченко А. Я., Кравчук Г. Н. Пожаро-взрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник. Издание в 2-х книгах, 1990. — М.: Химия. — 384 с. Корольченко А. Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения.

Справочник в 2-х частях. — М.: Асс. &.

quot;Пожнаука", 2000. — 709 с. ГОСТ 12.

1.044−89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. Москва. 1991. — 100 с.