Запишите формулу для определения удельной поверхности геометрических тел различной формы (параллелепипеда, цилиндра, шара).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

 

по дисциплине Теория горения и взрыва

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ТЕПЛОВОГО САМОВОЗГОРАНИЯ

 

 

Выполнили: студенты группы 04-92

Ковальчук Диана

Семёнова Екатерина

Проверил: Исаков Г.Н.

 

Сургут 2012 год

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ ТЕПЛОВОГО САМОВОЗГОРАНИЯ

Цель: изучить механизм и условия теплового самовозгорания веществ и произвести расчёт по эмпирическим формулам его основных характеристик (температуры t_c и времени τ_с).

Теоретическая часть

Склонность различных по физико – химическим свойствами и агрегатному состоянию веществ к самовозгорания определяется температурами самонагревания, тления и самовоспламенения, которые являются критическими температурами.Температурой самонагревания t_c.н называется самая низкая температура вещества, при которой возможно самовозгорание данного вещества или материала в наиболее благоприятных условиях для образования пламенного горения. Температура тления (самовоспламенения t_c.в) является, в свою очередь, температурой, определяющей самовозгорание вещества в самых неблагоприятных условиях. Как утверждается в известных работах по самовозгоранию, оно определяется условиями аккумуляции тепла и промежуточных продуктов реакций.

Для определения температуры самовозгорания t_c(в ºС) используется эмпирическая зависимость:

где S=F/V – удельная поверхность тела, м^-1;

F,V – поверхность (м²) и объём (м³) исследуемого тела;

x,y,z – размеры тела в виде параллелепипеда вдоль координатных осей, м;

x = y = D_ц; z = l_ц- размеры цилиндрического тела, м;

x = y = z = D_ш – размеры шарообразного тела, м;

D_ц,,D_ш- диаметр цилиндра или шара, м;

Величина A_p и n_p, входяшие в (5.1), определяются по формулам:

Для определения времени возгорания τ_с(в час) можно воспользоваться эмпирическими соотношениями:

где

 

 

Задача1. Ковальчук

Дано: прямоугольный параллелепипед с размерами х=2,6м; у=0,6м; z=0,6м; t_сн=110ºC, t_св=205ºC

Решение:

1. Определим удельную поверхность S по формуле (5.1):

2. Найдем значения постоянных А_р и n_p по формулам (5.2):

3. Определим температуру самовозгорания t_с:

t_с=141,3ºC

4. По формулам (5.4) вычисляем значения постоянных А_вр и n_вp:

5. Определим время самовозгорания τ_с по формуле (5.3.):

τ_с=2713ч=113сут.

Задача3. Рохина

Дано: шарообразное тело

Решение:

1. Определим размеры х=у=z=D_ш для шарообразного тела той же массы, что и прямоугольного параллелепипеда х·у·z=2,1·0,6·0,6

2. Определим удельную поверхность S эквивалентного цилиндрического тела:

3. Вычислим температуру t_с:

t_с=141,3ºC

4. Определим время самовозгорания τ_с:

τ_с=2728,98ч=113сут.

 

Вопросы для самоконтроля

1.Горение - быстро протекающая реакция окисления, сопровождаемая выделением значительного количества тепла; обычно сопровождается ярким свечением (пламенем).

Горение в горючих смесях может возникнуть в результате их само­воспламенения, зажигания внешним источником или самовозгора­ния. Если процессы самовоспламенения и зажигания характерны для ве­ществ, находящихся в газообразном, жидком или твердом состоянии, то самовозгорание характерно для твердых материалов или высококипящих жидкостей, распределенных на материалах с развитой поверхностью

Характерная особенность горения — наличие пространственно ограниченной области высокой температуры (пламени), в которой происходит основная часть химического превращения исходных веществ в продукты сгорания и выделением большей частью тепла. Появление пламени вызывается поджиганием, на которое требуется затрата определённой энергии, но распространение пламени по системе, способной к горению, происходит самопроизвольно, со скоростью, зависящей от химических свойств системы, физических и газодинамических процессов. Технически важные характеристики горения: теплотворная способность горючей смеси и теоретически (адиабатическая) температура, которая была бы достигнута при полном сгорании горючего без теплопотерь.

2. Температурой самонагревания t_c.н называется самая низкая температура вещества, при которой возможно самовозгорание данного вещества или материала в наиболее благоприятных условиях для образования пламенного горения

3. Температура тления (самовоспламенения t_c.в) является температурой, определяющей самовозгорание вещества в самых неблагоприятных условиях. Как утверждается в известных работах по самовозгоранию, оно определяется условиями аккумуляции тепла и промежуточных продуктов реакций.

Запишите формулу для определения удельной поверхности геометрических тел различной формы (параллелепипеда, цилиндра, шара).

5. Формулу для определения температуры самовозгорания:

6. Запишите формулу для вычисления времени самовозгорания.