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 tc и времени τс).
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 tc.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 tc.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 tc(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 = Dц; z = lц- размеры цилиндрического тела, м;
x = y = z = Dш – размеры шарообразного тела, м;
Dц,,Dш- диаметр цилиндра или шара, м;
Величина Ap и np, входяшие в (5.1), определяются по формулам:
|
Для определения времени возгорания τс(в час) можно воспользоваться эмпирическими соотношениями:
где
Задача1. Ковальчук
Дано: прямоугольный параллелепипед с размерами х=2,6м; у=0,6м; z=0,6м; tсн=110ºC, tсв=205ºC
Решение:
1. Определим удельную поверхность S по формуле (5.1):
2. Найдем значения постоянных Ар и np по формулам (5.2):
3. Определим температуру самовозгорания tс:
tс=141,3ºC
4. По формулам (5.4) вычисляем значения постоянных Авр и nвp:
5. Определим время самовозгорания τс по формуле (5.3.):
τс=2713ч=113сут.
Задача3. Рохина
Дано: шарообразное тело
Решение:
1. Определим размеры х=у=z=Dш 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 tс:
tс=141,3ºC
4. Определим время самовозгорания τс:
τс=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 tc.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 tc.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.