Контрольная работа №2
Методика расчета концентрационных пределов распространения пламени (КПР) индивидуальных химических соединений и простых веществ
1. Составляем уравнение реакции горения вещества в воздухе и определяем стехиометрический коэффициент (b).
2. Рассчитываем нижний и верхний концентрационный пределы распространения пламени вещества при стандартных условиях по формуле:
, об. %
где
и 
- нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени, % об.;
b - число молекул кислорода, необходимое для полного окисления молекулы горючего (стехиометрический коэффициент при О2);
a и b – константы, определяемые по табл. 3.1.
Таблица 3.1 - Константы a и b для расчета концентрационных пределов распространения пламени
| Область применения | a | b |
| Для расчета
| 8,64 | 4,679 |
| Для расчета
при b £ 7,5
при b > 7,5
| 1,550 0,768 | 0,560 6,554 |
Пример 1. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени метана
Дано: СН4 – метан;
Найти: 
, 
Решение:
1. Составляем уравнения реакции горения метана в воздухе.
СН4 + 2(О2 + 3,76N2) ® СО2 + 2Н2О + 2×3,76N2 b=2
1. Рассчитываем нижний и верхний концентрационный пределы распространения пламени метана при стандартных условиях.
, об. %
Так как b = 2, что меньше 7,5, то для расчета ВКПР по таблице выбираем: а = 1,55 и b = 0,56
Ответ: расчётное значение концентрационных пределов распространения пламени метана 4,55 – 27,32% об.
Пример 2. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени смеси, состоящей из 30 об. % пропана и 70 об. % этана.
Дано:
Обозначим С3Н8 цифрой 1, С2Н6 – 2.
j1 = 30 %; j2 = 70 %.
Найти: 
, 
, 
Решение:
1. Составляем уравнения реакции горения пропана и этана в воздухе:
|
|
С3Н8 + 5(О2 + 3,76N2) ® 3СО2 + 4Н2О + 5×3,76N2 b=5
С2Н6 + 3,5(О2 + 3,76N2) ® 2СО2 + 3Н2О + 3,5×3,76N2 b=3,5
2. Рассчитываем нижний и верхний концентрационный пределы распространения пламени пропана при стандартных условиях.
, об. %
= 2,08 % (об.);
Так как b = 5, что меньше 7,5, то для расчета ВКПР по таблице выбираем: а = 1,55 и b = 0,56
= 12,03 % (об.)
Рассчитываем нижний и верхний концентрационный пределы распространения пламени этана при стандартных условиях.
= 2,85 % (об.);
Так как b = 3,5, что меньше 7,5, то для расчета ВКПР по таблице выбираем:
а = 1,55 и b = 0,56
= 16,71 % (об.)
2. Рассчитываем нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени смеси пропана и этана по формуле Ле-Шателье:
, % (об.)
Ответ: расчётное значение концентрационных пределов распространения пламени пропана 2,08 – 12,03 % (об.), этана 2,85 – 16,71 % (об.); концентрационные пределы смеси, состоящей из 30% (об.) пропана и 70% (об.) этана 2,57 – 14,97 % (об.).
Задача 1. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
угарный газ (СО) – 70%, этан (С2Н6) – 30%
Задача 2. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
метан (СН4) – 55%, пропан (С3Н8) – 45%.
Задача 3. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
водород (Н2) – 75%, аммиак (NН3) – 25%
Задача 4. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
ацетон (С3Н6О) – 40%, гексан (С6Н14) – 60%
Задача 5. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
|
|
водород (Н2) – 15%, пропан (С3Н8) – 85%
Задача 6. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
пропан (С3Н8) – 50%, бутан (С4Н10) – 50%
Задача 7. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
бутан (С4Н10) – 60%, водород (Н2) – 40%
Задача 8. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
угарный газ (СО) – 70%, сероуглерод (СS2) – 30%
Задача 9. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
бутан (С4Н10) – 65%, нонан (С9Н20) – 35%
Задача 10. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
этан (С2Н6) – 50%, пропан (С3Н8) – 50%
Задача 11. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
октан (С8Н18) – 40%, этен (С2Н4) – 60%
Задача 12. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
метан (СН4) – 35%, бутан (С4Н10) – 65%
Задача 13. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
этан (С2Н6) – 55%, метан (СН4) – 45%
Задача 14. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
этилен (С2Н2) -75%, метан (СН4) – 25%
Задача 15. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
диэтиловый эфир (С4Н10О) – 55%, ацетон (С3Н6О) – 45%
Задача 16. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
|
|
пропилен (С3Н6) – 20%, этилен (С2Н4) – 80%,
Задача 17. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
этен (С2Н4) – 60%, пентан (С5Н8) – 40%
Задача 18. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
пропан (С3Н8) – 70%, метан (СН4) – 30%
Задача 19. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
угарный газ (СО) – 70%, метан (СН4) – 30%,
Задача 20. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
метан (СН4) – 60%, пропан (С3Н8) – 40%,
Задача 21. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
октан (С8Н18) – 40%, гексан (С6Н14) – 60%
Задача 22. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
этилен (С2Н4) – 70%, метан (СН4) – 30%.
Задача 23. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
пропан (С3Н8) – 45%, этан (С2Н6) – 55%
Задача 24. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
метан (СН4) – 60%, сероуглерод (СS2) – 40%
Задача 25. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени газовой (паровой) смеси:
метан (СН4) – 30%, ацетилен (С2Н2) – 70%