Рассчитать низшую теплоту сгорания октана на 1 кг ГВ

Значения низшей теплоты сгорания веществ и материалов могут быть рассчитаны по формуле Д. И. Менделеева. Данная формула может быть использована для расчетов Qн веществ сложного элементного состава, а также для любых индивидуальных веществ, если предварительно рассчитать массовую долю каждого элемента в соединении ().

QН = 339,4© + 1257(H) 108,9 [((O) +(N)) (S)] 25,1[9(H) +(W)], кДж/кг, Где ©, (Н), (S), (О), (N) — - массовые доли элементов в веществе, %; (W) — содержание влаги в веществе, %.

1. Для того, чтобы воспользоваться данной формулой, необходим расчет процентного состава каждого элемента в веществе (массовой доли).

Молярная масса октанаС8Н20составляет 116 г/моль.

• © = (812)/116 = = 83%
• (H) = (120)/116 = = 17%
• 2. Подставляем найденные значения в формулу Д. И. Менделеева.

QН = 339,483+125 717 108,925,1917 = 45 590 кДж/кг.

• 6. Рассчитать тепловой эффект реакции октана (по воздуху) с учётом стандартных энтальпий компонентов реакции или по уравнению Д. Менделеева
• 1. Запишем уравнение реакции горения октана.

С8Н20 + 13(О2 + 3,76N2) =8СО2 + 10Н2О +133,76N2.

2. Выражение для теплового эффекта этой реакции по I следствию закона Гесса Н0р-и =8Н0(СО2) + 10Н0(Н2О) — Н0(С8Н20).

3. По таблице приложения находим значения энтальпий образования Н0(СО2) = 393,5 кДж/моль;Н0(Н2О) = 241,8 кДж/моль;

Н0(С4Н10) = 249,95 кДж/моль.

Подставляем эти значения в выражение для теплового эффекта реакции Н0р-и = 8(-393,5) + 10(-241,8) — (249,95) = 5305,25 кДж Н0р-и = Н0гор = 5305,25 кДж/моль или Qгор = + 5305,25 кДж/моль.

7. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени в октане (%; ст.у.

Концентрационные пределы распространения пламени (область воспламенения) для газои паровоздушных смесей могут быть рассчитаны по следующей формуле.

%.

Где Н (В) — нижний (верхний) концентрационный предел распространения пламени (НКПР и ВКПР), %;

— число молекул кислорода (коэффициент перед кислородом в уравнении реакции горения вещества);

a и b — константы, имеющие значения, приведенные в таблице 4.1.

Таблица Значения коэффициентов «а» и «b» для расчета концентрационных пределов распространения пламени.

1. Составляем уравнение реакции горения октана.

С8Н20 + 13(О2 + 3,76 N2) =8СО2 + 10Н2О + 13 3,76 N2.

= 13.

2. н = НКПР = 0,85%.

в = ВКПР = 6,04%.

8. Рассчитать КПР при повышении температуры в помещении (Т0-ст.у.; Т1 брать из таблицы № 3 -40 максимальная температура в помещении) С5Н10О+ 7,5(О2 + 3,76 N2) =5СО2 + 5Н2О + 7,5 3,76 N2.

= 7,5.

н = НКПР = 1,4%.

в = ВКПР = 8,2%.

н = 1,4%; в = 8,2%.

С учетом заданной температуры КПР составят:

н (t) = 1,4 = 1,3%.

в (t) = 8,2 = 8,4%.

Для расчета массовой концентрации:

Сн = = = 0,054 кг/м3.

Св = = = 0,3кг/м3.

9. Рассчитать максимальное давление взрыва предложенного вещества (в кПа, с воздухом; ст.у.) 2200К Уравнение реакции горения метилпропилкетон в воздухе:

С5Н10О+ 7,5(О2 + 3,76 N2) =5СО2 + 5Н2О + 7,5 3,76 N2.

2. Рассчитаем число молей (киломолей) газообразных веществ до и после взрыва:

m = 5 + 5 + 7,53,76 = 38,2 моль.

n = 1 + 7,54,76 = 36,7 моль.

3. Максимальное давление взрыва составит:

Рвзр = = 849,7 кПа.

10. Определить степень поражения окружающей среды метилпропилкетоном (?Р изб.= Рmax — P0; Р0=101 кПа) Температурные пределы распространения пламени.

Значения температурных пределов распространения пламени следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010; при расчете пожаровзрывобезопасных температурных режимов работы технологического оборудования; при оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей, для расчета концентрационных пределов распространения пламени, а также необходимо включать в стандарты или технические условия на горючие жидкости.

Температурные пределы ТниТв связаны с КПР пламени зависимостью:

где пр — нижний или верхний КПР, %;

Р0 — атмосферное давление, кПа;

А, В, Са — константы уравнения Антуана для давления насыщенных паров, (Справочник Баратова).

А=16,0031.

В=2934,87.

С=62,25.

= 70С.

=38,90 С.