Õhu valem

Milline põlemisõhu maht, mis sisaldab 21% hapnikku (O2) kulutatakse 40 grammi 2-propüülheptaani (C10H22)?

Probleemi lahendamine

Laskma kirjutama 2-propüülheptaani (C10H22):

Arvestades, et 2-propüülheptaani molaarmass (C10H22) on 142 g / mol (vt Mendelejevi tabel), leiame 2-propüülheptaani (C10H22) valemiga, mis määrab aine ja selle massi keemilise koguse vahelise seose:

Reaktsiooni võrrandiga leiame hapniku keemilise koguse (O2), mis osaleb reaktsioonis:

põletamiseks 0,28 mol C10H22 x mool O2

põlemiseks 2 mooli C10H22 31 mol O2

Leiame hapniku (O2) vastavalt valemile, mis määrab aine mahu ja koguse vahelise seose:

V (O2) = 4,34 ⋅ 22,4 = 97,22 (L).

Lubage mul teile meelde tuletada, et gaasi mahuosa gaaside segus on number, mis näitab, kui palju antud gaasi maht on segu kogumahust või 100%. Kreeka täht tähistab fi (φ).

Leiame õhu mahu vastavalt valemile:

V (õhk) = 97,22 ⋅ 100% / 21% = 462,93 (L).

Õhu valem

Õhu gaasikompositsioon

Alates merepinnast kuni umbes 11000 m kõrgusele (troposfääri kiht) ei muutu õhu gaasikompositsioon praktiliselt järgmiselt:

Õhu keskmine molaarmass: 29,16 g / mol

Tropposfääri õhk sisaldab peaaegu alati teatud koguses vees auru. Niiskus sõltub selle temperatuurist ja kõrgusest.

Õhu koostis võib veidi varieeruda sõltuvalt geograafilisest asukohast, aastaajast ja kellaajast. Suurtes linnades on tavaliselt suur süsinikdioksiidi sisaldus. Mägedes täheldatakse madalamat hapnikusisaldust, kuna hapnik on lämmastikust raskem, nii et selle tihedus väheneb kõrgusega.

Ala madalamates kihtides võib peatatud olekus sisalduda teatud koguses tolmu ja tuha peeneid osakesi, mis moodustuvad erinevate kütusetailide põlemisel või vulkaanipurskede tagajärjel. Nende äärmiselt hajutatud osakeste kohalolekuga õhus seostub päikeseloojangute ja päikeseloojangutega nende päikesekiirguste hajumine.

Probleemi lahendamise näited teemal "õhu valem"

Arvutage antud gaasi molekulmass:

õhu gaas / mool

Vastavalt Avogadro seadusele on gaasi molaarmaht normaalsetes tingimustes 22,4 liitrit.

Joonistage proportsioon ja arvutage massi 5,6 liitrit gaasi:

58 g gaasi mahub 22,4 liitrit

x g gaasi mahub 5,6 liitrit

Hapnikusisaldus õhus on 21%. Arvutage põlemisprotsessis tarbitud hapniku hulk:

Hapniku hulk on:

Reaktsiooni võrrandiga

Seega reageerib benseeni homoloogse aine kogus:

Järelikult on aine C-valem8. kohtH10

Õhuhulga valem

Arvutamiseks kasutati ruumi kõrguse ja õhuvoolu väärtusi:

h = 3,3 m, = 25 / h, = 60 m3 / h, = 150 m3 / h [4].

Iga ruumi pindala mõõdeti AutoCADis

Õhutranspordi kogus põrandal on 4108 / h.

Sellel saidil asuvad süsteemid: В1, В2, В4, В5, В6, В7, В8, П1, ПП1.

Tabel 2 - G-T / 1-5 telgede 1. korruse ruumide mikrokliima

Kuiva toidu pesu

Pesu lauanõud

Veini ja viinapoodade potikonnad

Toidujäätmete kamber

Puhastusruum

Munade hoidmine, pesemine ja desinfitseerimine

Ruut munaraha saamiseks

Köögitarvete pesemine

Tabeli 1 jätk

Söögituba 100 lm kohta.

Rootsi lauas kasutatav ruum

Puhastusruum

Söögituba Rootsi lauas kell 16.00.

Arvutamiseks kasutati ruumi kõrguse ja õhuvoolu väärtusi:

h = 3,3 m, = 25 / h, = 20 / h [6].

Iga ruumi pindala mõõdeti AutoCADis

Õhutranspordi kogus põrandal on 7649 / h.

Sellel saidil asuvad süsteemid: B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12, P2, P3.

Tabel 2 - I korruse ruumide mikrokliima telgedel A-G / 1-13

Õhukiiruse kindlaksmääramine torus

Tulevase ventilatsioonisüsteemi arendamiseks on oluline kindlaks määrata kanalite mõõtmed, mis tuleb teatavatel tingimustel paigaldada. Uues hoones on seda lihtsam teha, projekteerimisetapil, kus kõik inseneri- ja tehnoloogilised seadmed on asutatud vastavalt regulatiivsetele dokumentidele. Teine asi, milleks on tootmise rekonstrueerimine või tehniline ümberkorraldamine, on vaja õhukanalite marsruute paigaldada, võttes arvesse olemasolevaid tingimusi. Kanalite mõõtmed võivad mängida suurt rolli ja nende õigeks arvutamiseks on vaja võtta optimaalne õhurõhk.

Tabelis toodud õhukiirus kanalis.

Arvutamise kord

Mehhaanilise motiveerimisega varustamise ja väljalaskeseadme jaoks on olemas teine ​​versioon. See seisneb olemasolevate õhukanalite kasutamises uute ventilatsiooniseadmete jaoks. Samuti ei saa neid vanu torujuhtmeid voolukiiruse arvutamisel teha uuringute ja mõõtmiste põhjal.

Üldvalem väärtuse arvutamisel õhumassi kiiruse (V, m / s) on tuletatud arvutustega värske õhu vooluhulk (L, m³ / h) sõltuvalt suurusest kanali ristlõikepindala (F ruutmeetrites):

L = 3600 x F x V

Märkus: korrutamine 3600-ga on vajalik ajaühikute (tundide ja sekundite) sobitamiseks.

Õhukiiruse mõõtmise protsess.

Vastavalt saab voolukiiruse valemit kujutada järgmisel kujul:

Olemasoleva kanali ristlõikepinna arvutamine ei ole keeruline, kuid kui see tuleb arvutada? Siis pääseb välja meetod õhukanalite mõõtmete valimiseks soovitatavate õhuvoolu kiiruste järgi. Esialgu kolme seotud parameetrid arvutamisel siinkohal tuleb täpselt teada üks - number õhu segu (L, m³ / h) vajalik ventilatsioon tuba. See määratakse vastavalt reguleerivale raamistikule, olenevalt struktuuri eesmärgist ja selle sisemustest. Arvutamist teostab inimeste arv igas ruumis või eraldatavate kahjulike ainete hulk, ülejääk kuumusest või niiskusest. Pärast seda peate õhukanali õhuvoolu esialgse väärtuse võtma, seda saate soovitud kiiruste tabelis.

Kanali dimensioonide valik

Valides õhukanali tüübi ja eeldades projekteerimiskiirust, on tulevase kanali ristlõige võimalik määrata ülaltoodud valemitega. Kui plaanitakse seda ümara kujuga teha, siis on läbimõõdu lihtne arvutada:

Õhukanalite arvutamine õhu ühtlaseks jaotamiseks.

  • D on ringikujulise kanali diameeter meetrites;
  • F - selle ristlõike pindala m.
  • π = 3,14

Järgmisena peate viitama regulatiivdokumentidele, mis määratlevad ringikujuliste kanalite standardseid mõõtmeid, ja vali nende seast kõige lähemal arvutatud läbimõõdule. Seda tehakse selleks, et ühtlustada ventilatsioonisüsteemide elementide tootmist, mille tootevalik on juba piisavalt suur. On selge, et SNiP-i kasutusel oleval uuel diameetril on erinev ristlõige, seega on vaja selle ümber arvutada vastupidises järjekorras ja saavutada standardse kanali tegelik õhumassi voolukiirus. Sellisel juhul peaks voolukiirus L arvutustes ikkagi konstantsena osalema. See meetod arvutab ventilatsioonisüsteemi iga osa ja jaotamine piirkondadeks viiakse läbi ühe konstantse tunnuse - õhu (voolu) koguse.

Kui see peaks läbi viima ristkülikukujulise konfiguratsiooni kanalisatsiooni, siis tuleb valida külgede mõõtmed, nii et nende toode annab eelnevalt arvutatud ristlõikepinna. Selliste kanalite regulatiivne piirang on üks:

Siin parameetrid A ja B on külgede mõõtmed meetrites. Lihtsamalt öeldes keelavad normid täita ristkülikukujulisi torujuhtmeid liiga kõrgetel kõrgustel või liiga väikestel ja laiadel aladel. Sellistel aladel on voolu takistus liiga suur ja põhjustab majanduslikult põhjendamatuid energiakulusid. Ülejäänud tegeliku õhukiiruse arvutamine kanalis teostatakse vastavalt eespool kirjeldatule.

Soovitused karmides tingimustes valimiseks

Ventilatsioonikavade väljatöötamisel tuleks järgida üht reeglit, mis on ka tabelis näha: ventilatsioonisüsteemiga lähenedes peaks süsteemi kõikides punktides kiirus suurenema. Kui arvutuste tulemused annavad mõne selle reegli mittevastavate sektsioonide kiiruse indikaatorite, siis selline skeem ei toimi või reaalsete tingimuste korral on voolukiiruse väärtused arvutustest kaugel. Lahendage probleem, muutes õhukanalite suurust problemaatilistes alades, vähendades või suurendades.

Valemi abil, mis määrab õhuvahetuse kumulatiivsusega.

Täites ehitustööd rekonstrueerimine ja tehnilise re-seadmed tootmishoonete sageli olukord, kus ventilatsioonikanalite seadme ei ole piisavalt vaba ruumi, kuna küllastus tehnoloogiliste seadmete ja torustike ruumis on liiga suur. Siis on vaja asetada rajad kõige kättesaamatud kohtadesse või mööda põrandad ja seinad mitu korda ületada. Kõik need tegurid võivad märkimisväärselt suurendada selliste alade resistentsust. Selgub välja nõiaring: läbida kitsaskohti, peate vähendama suurust ja kiirust suurendama, mis suurendab saidi vastupanu järsult. Õhu kiiruse vähendamine on võimatu, sest siis suureneb kanali mõõtmed ja see ei ületa vajaduse korral. Olukorra väljapääs on vähendada ventilaatori mõõtmeid ja suurendama õhukanali võimsust mitme paralleelse varrukaga.

Kui on tarvis välja arvata olemasolev tarne- või väljalasketorustik, mida kasutatakse õhu kaudu teiste jõudlusparameetritega, siis võtke kõigepealt välja mõõtmed igas torustikus erinevate mõõtmetega. Seejärel määrake uute õhuvoolu väärtuste abil kindlaks tegelik voolukiirus ja võrrelge saadud väärtused tabeliga. Praktikas on lubatud peamistes, lahjenduskanalites ja filiaalides soovitud kiirused ületada 3-5 m / s. Varu- ja väljalaskesõlme puhul suureneb kiiruse müra tase ja seepärast ei ole see vastuvõetav. Kui need tingimused on täidetud, sobivad vanad õhukanalid pärast asjakohast hooldust.

Ventilatsioonisüsteemi kõigi tehtud arvutuste õigsust näitab käikulaskmine, mille käigus mõõdetakse kanalite õhu kiirust spetsiaalsete luukide kaudu.

Mõõteriistade abil - anemomeetrid - mõõdetakse voolukiirust ventilatsiooniavadade sisse- või väljalaskeava juures. Kui arvud ei vasta arvutatud väärtustele, reguleeritakse kogu süsteemi täiendavate gaasipedaalide või membraanide abil.

Põletamiseks vajaliku õhuhulga arvutamiseks vajalikud arvutusvalemid

Praktilistel arvutustel eeldatakse, et õhk koosneb 21% hapnikust ja 79% lämmastikust. Seega on lämmastiku ja hapniku mahu suhe õhus:

(1.1)
kus 2, 2- see on oksüdeeruvas keskkonnas lämmastiku ja hapniku maht (mahu%).

Järelikult 1 m 3 (kmol) hapnikust õhku on 3,77 m 3 (kmol) lämmastikku.

Lämmastiku ja hapniku massi suhet õhus saab määrata suhtega:

kus MN2, 2-vastavalt hapniku ja lämmastiku molekulaarmassid.

Mugavuse arvutuste põlevainetega jagada kolme liiki (tab.1.1).Individualnye keemilised ühendid (metaan, äädikhape ja teised sarnased, kompleks Ainekompositsioon (puit, turvas, põlevkivi, nafta, ja nii edasi. P.), gaaside segu ( gaasi tootmine jne)

Siin: V 0 B-teoreetiline õhuhulk;

nr, 2 2 kütusekogus, hapnik. ja lämmastik, mis on saadud kromooli põletamise keemilise reaktsiooni võrrandist;

M- kütuse molekulmass;

V0- normaaltingimustes 1 mooli gaas (22,4 m 3)

C, H, S, O-kütuse koostise vastavate elementide massi sisaldus,%;

ri-i-nda kütuse komponendi kontsentratsioon,%;

Umbes 2 hapniku kontsentratsioon põlevgaasi koostises,% mahu järgi;

2 i-kütusekomponendi ühe i-nda osakese oksüdeerimiseks vajaliku hapniku kogus, kkmol.

Teatud õhuhulga korral, mis on põlemisel tingimustes, mis ei ole normaalsed, kasutab mõjusid ideaalsete gaaside seisundi võrrandist:

= (1.6)

kus normaalne rõhk, Pa.

õhu maht tavalistes tingimustes;

1 1 T1 eelnevalt kindlaksmääratud põlemisnõuded.

Praktiline õhuhulk V0 -põlemistsoonis tegelikult voolava õhu maht.

Praktiline õhuvoolu suhe teoreetiliseks on nn üleliigse õhu koefitsient:

= (1.7)

Õhu praktiliste ja teoreetiliste mahtude erinevust nimetatakse liigse õhu Δ:

Δ (1,8)

Sellest tuleneb (1.7) ja (1.8)

Δ -1)(1.9)

Kui põlemisproduktides sisalduv hapnikusisaldus on teada, määratakse ülelaadimisfaktor valemiga:

= 1 + (1.10), kus hapniku kontsentratsioon põlevgaasi koostises,% mahust;

põlemisproduktide teoreetiline maht.

Aine, mille põlemisproduktide maht võrdub kulutatud õhuhulgaga (näiteks väävli ja süsiniku põlemisel), on valem (1.10) lihtsustatud:

= (1.11)

Kui hapnikusisaldus oksüdeeruvas keskkonnas erineb selle sisaldusest õhus, saab valemit (1.10) kirjutada kujul:

= 1 + (1.12)

ja vastavalt valem (1.11)

= (1.13),

kus 2-Hapniku sisaldus oksüdeerivas keskkonnas,% mahu järgi

Õhu valem

Õhu gaasikompositsioon

Alates merepinnast kuni umbes 11000 m kõrgusele (troposfääri kiht) ei muutu õhu gaasikompositsioon praktiliselt järgmiselt:

Õhu keskmine molaarmass: 29,16 g / mol

Tropposfääri õhk sisaldab peaaegu alati teatud koguses vees auru. Niiskus sõltub selle temperatuurist ja kõrgusest.

Õhu koostis võib veidi varieeruda sõltuvalt geograafilisest asukohast, aastaajast ja kellaajast. Suurtes linnades on tavaliselt suur süsinikdioksiidi sisaldus. Mägedes täheldatakse madalamat hapnikusisaldust, kuna hapnik on lämmastikust raskem, nii et selle tihedus väheneb kõrgusega.

Ala madalamates kihtides võib peatatud olekus sisalduda teatud koguses tolmu ja tuha peeneid osakesi, mis moodustuvad erinevate kütusetailide põlemisel või vulkaanipurskede tagajärjel. Nende äärmiselt hajutatud osakeste kohalolekuga õhus seostub päikeseloojangute ja päikeseloojangutega nende päikesekiirguste hajumine.

Probleemi lahendamise näited teemal "õhu valem"

Arvutage antud gaasi molekulmass:

õhu gaas / mool

Vastavalt Avogadro seadusele on gaasi molaarmaht normaalsetes tingimustes 22,4 liitrit.

Joonistage proportsioon ja arvutage massi 5,6 liitrit gaasi:

58 g gaasi mahub 22,4 liitrit

x g gaasi mahub 5,6 liitrit

Hapnikusisaldus õhus on 21%. Arvutage põlemisprotsessis tarbitud hapniku hulk:

Hapniku hulk on:

Reaktsiooni võrrandiga

Seega reageerib benseeni homoloogse aine kogus:

Järelikult on aine C-valem8. kohtH10

Põlemisproduktide õhu, ruumala ja koostise arvutamine

Paljude praktiliste küsimuste lahendamisel on vaja teada põleva aine massi või mahuühiku põletamisel tarbitava õhu kogust, moodustunud põlemisproduktide kogust ja nende koostisosa protsenti. Vaatame välja arvutusmeetodid põlemisprotsesside materjalibilansi üksikute komponentide määramiseks.

Põlemisõhu mahu arvutamise meetod sõltub põleva aine koostisest, agregaadi seisundist ja põlemisastmest. Oma olemuselt võivad põlevad ained olla üksikud keemilised ühendid ja keeruliste keemiliste ühendite segud. Üksikuteks keemilisteks ühenditeks on need ained, millel on püsiv keemiline struktuur ja konstantne keemiline valem. Sellesse rühma kuuluvad sellised ained nagu benseen (C6. kohalH6. kohal), propanool (C3H9. kohalOH), äädikhape (CH3COOH) jne. Komplekssete keemiliste ühendite segud on ained, millel puudub kindel keemiline struktuur ja nende koostist ei saa väljendada ühe keemilise valemiga. Nende ainete rühma kuuluvad kivisüsi, õli, puit, rasvad jne. Nende ainete koostist väljendatakse üksikute elementide või gaaside protsentides (C, S, H jne, või CO, CH4, H2S jne).

Erinev põlemisel teoreetiliselt vajalik õhk (Vaastal teooria. ) ja õhu maht on (praktiliselt) põlemiseks kulunud (Vaastal tegevus ) Sel juhul

Kordaja a on kutsutud ülemäärase õhu koefitsient. Ülemõhu koefitsient näitab, mitu korda põlemisel tarnitud õhu maht on suurem kui õhu teoreetiline maht, mis on vajalik osakeste koguse stöhhiomeetrilises segus ühe osakese täielikuks põlemiseks.

Vajutatakse vahe tegelikke ja teoreetiliselt vajalikke õhuhulga vahel üleliigne õhk (DVaastal)

Kütuseelemendi (1 kg, 1 m 3, 1 kmol) põletamise produktide maht teoreetilises õhuhulgas võrdub süsinikdioksiidi, vee ja lämmastiku koguste summaga:

Põlemisproduktide tegelik kogumaht põhineb liigsel õhul:

Arvutuste lihtsustamiseks on põlevad ained jagatud 4 rühma (tabel 15): üksikud keemilised ühendid (gaasilises ja kondenseeritud olekus); keeruka koostisega ained (puit, turvas, õli jne); gaaside segu (generaatorgaas, segu gaas jne).

Arvutusvalemid ainete põlemiseks vajaliku õhu teoreetilise hulga määramiseks.

3. Arvutage hapniku maht ja õhu maht, mis on vajalik kümne liitri etaani põletamiseks. Hapniku sisaldus õhus on 21% (NEA). <Ответ: 35 л O2 и 166,7 л воздуха.)

3. Arvutage hapniku maht ja õhu maht, mis on vajalik kümne liitri etaani põletamiseks. Hapniku sisaldus õhus on 21% (NEA). <Ответ: 35 л O2 ja 166,7 liitrit õhku.)

Vali see hiirega ja vajuta CTRL + ENTER

Suur tänu kõigile, kes aitab saidi paremaks muuta! =)

Põletamiseks vajaliku õhuhulga arvutamiseks vajalikud arvutusvalemid.

Vene Föderatsiooni Põllumajandusministeerium

Föderaalse riigi haridus

kõrgema erialase ettevalmistuse asutus

Permi Põllumajandusag Akadeemia

Akadeemik D.N. Pryanishnikov »

Füüsikalis-keemilised protsessid

Põlemine ja lõhkamine

Töökoda

1. osa

Riiklik kõrghariduse õppeasutus "Perm State Agricultural Academy"

Põlemise ja plahvatuse füüsikalis-keemilised protsessid (TEKST): Workshop sost. L.V. Kuslina, kõrgema kutsekeskhariduse föderaalne riiklik haridusasutus "Permi Riiklik Põllumajandusag Akadeemia", 2010.-72; 20-50 eksemplari.

Töötoa koostajaks oli L. V. Kuslina.

Permi Riikliku Tehnikainülikooli elukindlustuse osakonna juhataja on tehnikateaduste doktor, professor VA Trefilov;

Füüsikkeemia instituut, Permi Riiklik Ülikool, keemiakandidaat, füüsikalise keemia õppetooli dotsent S.P. Shavkunov.

Praktiliste klasside kogu on mõeldud eriala 280101 "Eluohutus tehnosfääris" inseneriteaduskonna täisajaga ja vastavusesõppe üliõpilastele. Raamat on hea abimees õppida distsipliini, õppepraktika ajal valmistub eksamid ja testid, esseede kirjutamine teemal "Füüsikalised ja keemilised protsessid põlemise ja plahvatuse." See koolitusjuhend vastab riiklikule haridusalale

Soovitatav avaldada Department of "Life Safety" (protokoll nr 25.06.2016) ja Tehnikakõrgkoolide metodoloogiakomisjon (protokoll nr 25.06.2016).

Sisukord

1. Põlemisprotsessi materjalibilanss......................... 5

1.1 Praktiline õppetund nr 1 teemal: "Ainete põlemiseks vajaliku õhuhulga arvutamine".................. 7

1.2. Praktiline töö number 2 teemal: "Põlemisproduktide mahu ja koostise arvutamine".....................................................................................20

2. Põlemisprotsesside termiline tasakaalus................................ 23

2.1 Praktiline töö number 3 teemal: "Ainete kütteväärtuse arvutamine"... 27.

2.2.Praktiline töö number 4 teemal: "Põlemistemperatuuri arvutamine"......... 32

3. Süttimiskontsentratsioonipiirid.................. 40

3.1 Praktiline töö number 5 teemal: "Süttimiskontsentratsioonipiirid"............................................................................43

4 Tuleohtlike ainete temperatuuriparameetrid................................................................................. 55

4.1.Praktiline töö number 6 teemal: "Süttimistemperatuuri piirväärtuste arvutamine"

4.2.Praktiline töö number 7 teemal: "Löögipunktide arvutamine

4.3. Praktiline töö number 8 teemal: "Automaatse süütamise standardtemperatuuri arvutamine"....................................................................... 70

5.1.Praktiline töö number 9 teemal: "Tuleohtlikkuse potentsiaal".................. 78

Iseseisvaks õppimiseks soovitatavate teemade ja sektsioonide loetelu.....................................................................................83

Kursuse "põlemise ja plahvatuse füüsikalised ja keemilised põhjused" kontrollküsimused..................................................................................... 84

Kasutatava kirjanduse loetelu.................................................... 88

Sissejuhatus

Erikursus OPD 05 - "Põlemise ja plahvatuse füüsikaline ja keemiline alus vastavalt riiklikule haridusstandardile on komplekt järgmisi teemasid: põlemise füüsikaline ja keemiline alus; põlemisteooria: termiline, ahel, difusioon; leegi tüübid ja leviku kiirus; põlemisprotsesside päritolu ja arendamise tingimused; plahvatused: plahvatuste tüübid, füüsikalised ja keemilised plahvatused, plahvatuste klassifikatsioon vastavalt aine tihedusele, keemiliste reaktsioonide tüübid, energia ja võimsus, lööklaine kuju, impulsi kestus.

Antud töökoda on ette nähtud praktiliste oskuste omandamiseks erialal "Põlemise ja plahvatuse füüsikalised ja keemilised alused" üliõpilastele.

Töötoas esitatakse arvutused järgmistes teemades:

1. põlemisprotsessi materjalibilanss;

2. põlemisprotsesside soojusbilanss;

3. Süttimiskontsentratsioonipiirid;

4. tuleohu temperatuuri näitajad;

5. Tuleohtlikkusvõimalus.

PÕLETUSPROTSESSI MATERJALBALANSUS

Põletamine - see on inimese kõige olulisem füüsikalis-keemiline protsess. Tulekahju roll tsivilisatsiooni tekkimisel ja arengul on ebatavaliselt suurepärane. Peegeldus sellest - müüt Prometheus või geniaalne oletusi iidse filosoofid, et "tule" on üks väheseid põhi "elemente looduses", nüüd saab öelda aine olekust. Seni, hoolimata tuuma-, hüdro-, heli- ja maasoojusenergia intensiivsest arengust, toodab kütuse põletamine suuremahulist energiakulu, mis vastab inimühiskonna vajadustele. Kõik muud allikad, sealhulgas toit, annavad inimkonnale vähem kui kümme protsenti vajalikust energiast.

Mis on põlemine, kelle roll inimühiskonna elus on nii suur?

Põletamine -See voolurežiim eksotermilise keemilise reaktsiooni, mida iseloomustab märkimisväärne määr keemilise muundamise, soojuse ja valguse kiirguse ja võime läbida reaktsiooni isemajandava või isepaljunevad režiimis.

Põlemisprotsessi materjalibilanss - suhe (võrdsus) põlemisreaktsiooni sisenevate ainete koguse ja selle reaktsiooni tulemusel saadud ainete (põlemisproduktide) koguse vahel.

Põletusõhu tarbimine

Põlemisel tekib põleva aine molekulide ja oksüdeerija vahel vastastikune mõju, samal ajal kui saadakse põlemisproduktid.

Kergestisüttiv aine + Oksüdeerija = Põlemisained

Reeglina hapnik oksüdeerub põlemise ajal. Skeemiliselt võib ühe mooli aine õhu põlemise keemilist reaktsiooni kirjeldada võrrandiga:

milles on tähised HS, O2, N2, NGi põleva aine, hapniku, lämmastiku ja i-de põlemissaaduse molekulid; ni - i-nda põlemisprodukti molekulide arv ühe molekuli kütuse kohta; β on põlemisreaktsiooni stöhhiomeetriline koefitsient.

See on ainult kokkuvõttev reaktsioon, kuid see on piisav praktiliste arvutuste tegemiseks ja on põlemisreaktsiooni materjalibilansi üldine rekord.

Nimetatakse põleva aine koguse ühiku põletamiseks vajalik minimaalne õhuhulk konkreetne teoreetiline õhu maht ja tähistatakse V 0 VV sõltuvalt ühikute arvu kohta põlevaine (1 mol, 1 m³, 1 kg), erimaht mõõdetakse kuupmeetrites / mol, m³ / m, m³ / kg.

Õhu tegelik kogus, mis siseneb põlemistsooni, erineb teoreetilisest. Vastavat mahtu nimetatakse konkreetseks reaalseks ruumiks ja seda tähistab vaastal. Põletamiseks põleva õhuhulga ja teoreetiliselt vajaliku õhuhulga vaheline erinevus nimetatakse liigseks õhuks. Põlemisprotsessi iseloomustamiseks on tegemist liigse õhu-α mõistegaaastal., mis näitab, mitu korda põlemisvööndisse sisenev õhu hulk erineb põlevaine koguse ühiku põletamiseks vajalikust teoreetiliselt vajalikust summast.

Seega on tegelik õhuhulk:

Osa põletamiseks kasutamata õhust läheb põlemisproduktidesse.

Kineetilise põlemise puhul α jaoksaastal = 1, kütuse ja õhu segu on stöhhiomeetriline. Soojusallikate kogus põlemisproduktide ühiku kohta on samaaegselt maksimaalne, nii et ka põlemistsooni temperatuur oleks maksimaalne.

Jaoks αaastal 1 segu nimetatakse vilets. Sellel puudub põlev aine ja oksüdeerija ülejääk. Sellisel juhul on põlemisproduktid liigne õhk.

Põlemisproduktid - need on põlemisel tekkinud gaasilised, tahked ja vedelad ained.

Põlemisproduktide koostis sõltub põleva aine koostisest ja põlemisreaktsiooni jätkamise tingimustest. Põlemisproduktid moodustavad suitsu.

Suitsu - dispergeeritud süsteem, mis koosneb tahketest ja vedelatest osakestest (dispergeeritud faasist), mis paiknevad gaasi dispersioonikandjas.

Suitsu omadusi iseloomustavad järgmised parameetrid:

- Suitsu kontsentratsioon - see on ühikumahuga põlemisproduktide mass. Suitsutsoonis on põlemisproduktide kontsentratsioon vahemikus 1 · 10-4 kuni 5 · 10-3 kg / m³.

- Kontsentreeritud faasi olemasolu põhjustab suitsu läbipaistmatuse. Läbipaistvuse vähenemise määr sõltub hajutatud faasis osakeste kontsentratsioonist, suurusest ja olemusest. Suitsu optiliste omaduste iseloomulik parameeter on suitsu tihedus.

- Suitsu tihedus Kas valguse intensiivsuse suhe läbib suitsu kihti langeva valguse Ij intensiivsusele.

-Hapniku sisu. Normaaltingimustes on hapnikusisaldus õhus 21% (mahtuvuslik). Hapniku kontsentratsiooni vähendamine õhus põhjustab inimeste hapnikust nälga. Seega, kui kontsentratsioon on langenud alla 16%, ei ole võimalik tööd teha isikliku hingamisteede kaitsega.

-Põlemisproduktide mürgisus - põlemisproduktide võime põhjustada inimeste hingamisteede kaitsmist ilma hingamisteede kaitseeta.

-Suitsu temperatuur. Põlemisproduktide temperatuur kuni põlemistsoonini võib ulatuda kuni 1000 ° C, kuid ruumides on suitsu temperatuur tavaliselt palju madalam. Suitsu temperatuuri mõjutavaks peamiseks teguriks on gaasivahetuse tingimused. Ülemõhu koefitsendi suurenemise korral väheneb põlemisproduktide temperatuur. Inimestele ohtlikuks peetakse temperatuuri üle 70 ° C. Inimeste pikk püsimine sellisel temperatuuril on seotud organismi ülekuumenemise tõttu eluohtliku riskiga.

Suitsu püsivus määrab suitsuosakeste parameetrid järgmiselt:

- kõrge eripindala;

- Browni liikumine, milles nad asuvad;

- elektrilaengu olemasolu nende pinnal.

Mittetäieliku põletamise tooted, mis moodustuvad põletamisel ainete ja materjalide suletud ruumidesse, saabunud värske õhk võib moodustada põlev segu. Kineetilises režiimis toimub põletamine (plahvatus).

Praktiline töö number 1

Teema: "Põlevaid aineid vajava õhuhulga arvutamine"

Töö eesmärk: Tutvustada põlemisprotsesside liigitamist, et moodustada ettekujutused peamistest parameetritest, mis iseloomustavad ainete tuleohtu eri agregaatriikides, et juhtida nende parameetrite määramise viise. Arvutage põlemiseks vajalik õhk.

Põletamiseks vajaliku õhuhulga arvutamiseks vajalikud arvutusvalemid.

Praktilistel arvutustel eeldatakse, et õhk koosneb 21% hapnikust ja 79% lämmastikust. Seega on lämmastiku ja hapniku mahu suhe õhus:

(1.1)
kus 2, 2- see on oksüdeeruvas keskkonnas lämmastiku ja hapniku maht (mahu%).

Järelikult 1 m 3 (kmol) hapnikust õhku on 3,77 m 3 (kmol) lämmastikku.

Lämmastiku ja hapniku massi suhet õhus saab määrata suhtega:

kus MN2, 2-vastavalt hapniku ja lämmastiku molekulaarmassid.

Mugavuse arvutuste põlevainetega jagada kolme liiki (tab.1.1).Individualnye keemilised ühendid (metaan, äädikhape ja teised sarnased, kompleks Ainekompositsioon (puit, turvas, põlevkivi, nafta, ja nii edasi. P.), gaaside segu ( gaasi tootmine jne)