爆炸温度计算
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爆炸温度计算【大纲考试内容要求】:1.了解爆炸温度和压力的计算;2.掌握爆炸上限和下限的计算。
【教材内容】:2.爆炸温度计算1)依照反应热计算爆炸温度理论上的爆炸最高温度可依照反应热计算。
[例]求乙醚与空气的混合物的爆炸温度。
[解](1)先列出乙醚在空气中燃烧的反应方程式:C4H100 + 602+ 22.6N→4C02 + 5H2O + 22.6N2式中,氮的摩尔数是按空气中N2∶O2=79∶21的比例确定的,即602对应的N2应为:6×79/21 = 22.6由反应方程式可知,爆炸前的分子数为29.6,爆炸后为31.6。
(2)计算燃烧各产物的热容。
气体平均摩尔定容热容计算式见表2—5。
表2-5气体平均摩尔定容热容计算式依照表中所列计算式,燃烧产物各组分的热容为:N:的摩尔定容热容为[(4.8 + O.00045t)×4186.8]J/(kmol·℃)H20的摩尔定容热容为[(4.0 + 0.00215t)X4186.8]J/(kmol·℃)CO。
的摩尔定容热容为[(9.0 + 0.00058t)X4186.8]J/(kmol·℃)燃烧产物的热容为:[22.6(4.8+0.00045t)×4186.8]J/(kmol·℃) = [(454+0.042t)×1O3]J/(kmol·℃)[5(4.0+0.00215t)×4186,8]J/(kmol·℃) = [(83.7+0.045t) ×1O3]J/(kmol·℃)[4(9.0+0.00058t)×4186.8]J/(kmol·℃)=E(150.7+0.0097t) ×1O3]J/(kmol·℃)燃烧产物的总热容为(688.4+0.0967t)×103J/(kmol·℃)。
1、 燃烧转爆轰的条件答:DDT 现象的出现和环境(压力、体系、开口、闭口、外壳强度)、炸药的化学性质(热分解动力学、燃速、点燃难易)、物理性质(密实、多孔)等一系列因素有关,产生正常爆轰的充分必要条件是:药柱直径大于爆轰的临界直径,在药柱中形成强度超过引致爆轰出现所需的临界压力cr p 。
1. 高密度炸药中向爆轰的转变当炸药处于某种外壳内,且在外壳中已形成动态压力dynp 时,如果dyn p <crp ,那么LVD 的传播稳定,这时在外壳内传播的压力不足以引发正常的爆轰;而一旦压力达到了cr p 值或者实验条件变化使cr p 值下降时,都可使LVD 过程不稳定,出现DDT 。
当环境条件近于DDT 的临界条件时,加大药柱直径、延长外壳长度都会促进DDT 出现。
2. 低密度炸药燃烧向爆轰的转变而结实外壳中的低密度炸药的DDT 过程只包括三个阶段,即顺层燃烧、对流燃烧、爆轰,很少出现稳定的LVD 过程。
表示DDT 特征的定量值是爆轰前长度 b.D L ,也即由引燃点到产生爆轰时所在点的距离。
药柱的密度(即多孔性)影响b.D L 值。
当孔隙率高时,DDT 很容易出现;而当密度较高时,则难于出现DDT 。
炸药颗粒尺寸变小,可使 b.D L 值先下降,而后再加大。
2、 粉尘爆炸的基本特点答:①多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点 堆积粉尘上方的弥散粉尘发生了首次爆炸,那么爆炸产生的爆炸波会扰动堆积的粉尘,使其飞扬,形成新的粉尘-空气混合物,继而连续产生二次、三次爆炸。
②需要较高的点火能 从粉尘爆炸的过程可以得知,粉尘爆炸需要经历表面受热、释放气体再到气体爆炸的过程,所以需要足够的触发能量来引发粉尘初始必须的物理化学变化。
③破坏力强 粉尘爆炸燃烧时间长、产生的能量大,高压持续时间较长,且常常导致二次爆炸,所以对周围目标的破坏作用很强;④能够产生有毒气体 粉尘爆炸往往是不完全燃烧,爆炸过程会产生大量一氧化碳等毒害体。
爆炸极限的影响因素【大纲考试内容要求】:1.了解爆炸极限的影响因素;2.了解爆炸反应浓度的计算;【教材内容】:爆炸极限值不是一个物理常数,它是随实验条件的变化而变化,在判断某工艺条件下的爆炸危险性时,需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限,如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的,在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同;其他因素如点火源的能量,容器的形状、大小,火焰的传播方向,惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。
1.温度的影响混合爆炸气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸危险性增加。
这是因为在温度增高的情况下,活化分子增加,分子和原子的动能也增加,使活化分子具有更大的冲击能量,爆炸反应容易进行,使原来含有过量空气(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度,从而扩大了爆炸极限范围。
例如丙酮的爆炸极限受温度影响的情况见表2—1。
2.压力的影响混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂,在0.1~2.0 MPa的压力下,对爆炸下限影响不大,对爆炸上限影响较大;当大于2.0 MPa时,爆炸下限变小,爆炸上限变大,爆炸范围扩大。
这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大,反应速度加快,放热量增加,且在高气压下,热传导性差,热损失小,有利于可燃气体的燃烧或爆炸。
甲烷混合气初始压力对爆炸极限的影响见表2 —2。
值得重视的是当混合物的初始压力减小时,爆炸极限范围缩小,当压力降到某一数值时,则会出现下限与上限重合,这就意味着初始压力再降低时,不会使混合气体爆炸。
把爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。
甲烷在3个不同的初始温度下,爆炸极限随压力下降而缩小的情况如图2—4所示。
因此,密闭设备进行减压操作对安全是有利的。
3.惰性介质的影响若在混合气体中加入惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氮等),随着惰性气体含量的增加,爆炸极限范围缩小。
某一天,你我在闲聊中谈及了核爆炸的威力与破坏力,于是你希望我能够撰写一篇关于核爆炸爆心温度和当量计算的文章。
对此,我将从简单的概念入手,逐步深入探讨这一主题。
1. 核爆炸的威力和能量核爆炸的威力由核弹的能量决定,而核爆炸的能量则可以通过计算爆心温度来衡量。
爆心温度是指在核爆炸中心区域所达到的最高温度,它直接关系到核爆炸的能量释放。
2. 核爆炸的当量计算核爆炸的当量是指将核爆炸的威力与同等质量的TNT炸药相比较得出的数值。
当量计算可以帮助我们更直观地理解核弹的威力,并且为实际爆炸的威力提供了基准。
3. 核爆炸的爆心温度爆心温度的计算是通过分析核爆炸中心区域的压力、温度和能量释放来完成的。
通常情况下,核爆炸的爆心温度可以达到数百万摄氏度,这种高温对周围环境的破坏非常巨大。
4. 个人观点和理解在我看来,核爆炸的威力与破坏力是人类历史上最为恐怖的杀伤力之一。
通过了解核爆炸的爆心温度和当量计算,我们能更清晰地认识到核武器对人类社会的巨大威胁。
国际社会需要共同努力,加强核武器的限制和防扩散,以维护世界的和平与安全。
总结回顾通过本文的阐述,我们了解了核爆炸的爆心温度和当量计算这一重要主题。
从核爆炸的威力和能量入手,我们逐步深入探讨了爆心温度和当量计算的关键概念。
我共享了对这一主题的个人观点和理解,希望这些内容能帮助你更全面、深刻、灵活地理解核爆炸的相关知识。
以上是我初步为你准备的关于核爆炸爆心温度和当量计算的文章,希望对你有所帮助。
如果有需要修改或补充的地方,欢迎随时提出。
核爆炸是一种极为破坏性的武器,它的威力和能量可以通过爆心温度和当量计算来衡量。
爆心温度是指在核爆炸中心区域所达到的最高温度,它直接关系到核爆炸释放的能量。
当量计算则是将核爆炸的威力与同等质量的TNT炸药相比较得出的数值,可以帮助人们更直观地理解核弹的威力,并为实际爆炸的威力提供基准。
在这篇文章中,我将继续深入探讨核爆炸爆心温度和当量计算的相关知识。
混合气体的爆炸极限及计算公式燃烧技术是当下处理VOCs的主流技术,其中包含催化燃烧、热力燃烧、蓄热催化燃烧、蓄热热力燃烧、浓缩催化燃烧等。
燃烧技术的基理是VOCs在高温下发生氧化反应,氧化反应的本质就是燃烧反应,是一种放热反应,VOCs在燃烧过程的放热量与VOCs的种类和浓度有关。
因而,从安全方面考虑,VOCs燃烧的安全使用浓度显得尤为重要。
了解VOCs燃烧过程的温升和可燃气体爆炸下限,有利于提高RTO、RCO设备技术的安全性能。
1、VOCs的爆炸下限是什么?可燃气体在空气中遇明火火种爆炸的最低浓度,称之为爆炸下限,亦称燃烧下限,英文名称Lower Explosion Limited,即%LEL。
空气中可燃气体浓度达到其爆炸下限值时,这个场所可燃气环境爆炸危险度就达到了百分之百,即100%LEL;如果可燃气体含量只达到其爆炸下限的百分之十,那这个场所此时的可燃气环境爆炸危险度为10%LEL。
下表是常见VOCs在标准状态下爆炸下限值。
为了确保VOCs处理设备的安全运行,VOCs废气的浓度必须控制在对应有机物爆炸极限的25%以下。
为什么要控制在25%LEL以下呢?首先,可燃气体的爆炸下限浓度与可燃气体的初始温度有关:以正己烷为例,下图是温度对于正己烷爆炸下限浓度的影响(姚洁等,工业安全与环保,2012,38(2):48),可见当可燃气体初始温度提高,相应爆炸下限浓度下降。
当气体温度达到600K(327°C)时,爆炸下限浓度达到室温的75%,所以提高温度会导致爆炸下限浓度明显下降。
而且实际工况中大多数是混合VOCs,混合VOCs的爆炸下限浓度具有不确定性。
所以,实际操作中要控制在LEL浓度的25%内。
2、VOCs燃烧过程中的绝热温升什么是绝热温升?绝热温升指放热反应物完全转化时所放出的热量可以使物料升高的温度。
其表达式为:式中分子为反应热(J/mol)与物料摩尔浓度(mol/L)的乘积;分母为物料平均密度(kg/L)与物料平均比热容(J/kg*K)的乘积。
爆炸温度计算【大纲考试内容要求】:1.了解爆炸温度和压力的计算;2.掌握爆炸上限和下限的计算。
【教材内容】:2.爆炸温度计算1)根据反应热计算爆炸温度理论上的爆炸最高温度可根据反应热计算。
[例]求乙醚与空气的混合物的爆炸温度。
[解](1)先列出乙醚在空气中燃烧的反应方程式:C4H100 + 602 + 22.6N→4C02 + 5H2O + 22.6N2式中,氮的摩尔数是按空气中N2∶O2=79∶21的比例确定的,即602对应的N2应为:6×79/21 = 22.6由反应方程式可知,爆炸前的分子数为29.6,爆炸后为31.6。
(2)计算燃烧各产物的热容。
气体平均摩尔定容热容计算式见表2—5。
表2-5气体平均摩尔定容热容计算式根据表中所列计算式,燃烧产物各组分的热容为:N:的摩尔定容热容为[(4.8 + O.00045t)×4186.8]J/(kmol·℃)H20的摩尔定容热容为[(4.0 + 0.00215t)X4186.8]J/(kmol·℃)CO。
的摩尔定容热容为[(9.0 + 0.00058t)X4186.8]J/(kmol·℃)燃烧产物的热容为:[22.6(4.8+0.00045t)×4186.8]J/(kmol·℃) = [(454+0.042t)×1O3]J/(kmol·℃)[5(4.0+0.00215t)×4186,8]J/(kmol·℃) = [(83.7+0.045t) ×1O3]J/(kmol·℃) [4(9.0+0.00058t)×4186.8]J/(kmol·℃)=E(150.7+0.0097t) ×1O3]J/(kmol·℃)燃烧产物的总热容为(688.4+0.0967t)×103J/(kmol·℃)。
本文为安徽理工大学化工学院弹药08-5班陈运成编辑爆炸极限及其计算爆炸极限是指可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气或氧气在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气时,与火源发生爆炸的浓度范围或极限。
它是表征可燃气体和粉尘危险性的重要参数在此浓度范围内的混合气体(粉尘)称为爆炸性混合气体(粉尘)。
爆炸极限可用混合气体(粉尘)中可燃物的体积浓度和质量浓度来表示。
可燃气体和蒸气的爆炸极限以混合物中可燃气体(蒸气)所占的体积百分比L 表示,33/m m ;可燃粉尘的爆炸极限以单位体积内混合物中可燃粉尘的质量浓度Y 表示3/m g 。
在20℃时L 与Y 有如下的关系:4.2/2932731004.221000M L L M Y ∙=⨯⨯= 式中 M ——可燃气体的相对分子质量。
爆炸上限和爆炸下限分别表示爆炸性混合物能够发生爆炸的可燃物的最高浓度和最低浓度。
另外,爆炸下限越低,说明只要少量的预混气遇到火源就能发生爆炸;爆炸上限越高,说明在可燃物中只要混入少量空气(氧气)与火源就能发生爆炸。
所以可燃物的爆炸极限越宽越危险。
当可燃气体、蒸气或粉尘的浓度小于爆炸下限时,由于混合物中有过量的空气,过量空气起冷却作用的同时,同时可导致可燃物浓度不足,可燃物燃烧时得热小于失热,燃烧不能进行下去,最终熄灭不可能发生爆炸;同样可燃物的浓度大于爆炸上限时,可燃物浓度过量,燃烧时可燃物会因缺氧而熄灭,不可能发生爆炸。
第一节爆炸极限的影响因素爆炸极限不是一个恒定不变的的常数,它受压强、温度、氧气的体积分数、点火源的能量、容器的形状和大小、惰性气体、杂质的量等因素的影响。
A、温度的影响混合物的原始温度升高,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸极限范围扩大,爆炸危险性升高。
温度升高的情况下,活化分子数增高,分子热运动加剧,致使爆炸更容易发生。
B、氧的体积分数的影响混合物中氧的体积分数增加,爆炸极限范围扩大,尤其是爆炸上限提高较多。
C、压力的影响混合物原始的压力增大,爆炸极限的范围也增大。
爆炸极限的数值计算公式爆炸是一种破坏性极大的物理现象,它在军事、工业和自然灾害中都有可能发生。
在工程设计和安全管理中,了解爆炸的极限数值是至关重要的。
爆炸极限的数值计算公式是一种用来预测爆炸发生时的能量释放和破坏程度的方法。
本文将介绍爆炸极限的数值计算公式的原理和应用。
爆炸极限的数值计算公式是基于爆炸能量和材料性质的物理原理建立的。
在爆炸发生时,能量会以高速释放,产生冲击波和破坏力。
爆炸的能量释放取决于爆炸物的种类和数量,以及周围环境的条件。
爆炸物的种类可以是固体、液体或气体,每种类型的爆炸物都有不同的化学性质和能量释放特性。
周围环境的条件包括大气压力、温度和湿度等因素,它们会影响爆炸物的燃烧速度和能量释放速度。
爆炸极限的数值计算公式可以用来计算爆炸发生时的压力、温度和冲击波的传播速度。
这些参数可以帮助工程师和安全专家评估爆炸事件对周围设施和人员的影响。
爆炸极限的数值计算公式通常包括以下几个方面的内容:1. 爆炸物的能量释放公式,爆炸物的能量释放可以用化学反应的热量来表示。
爆炸物的化学反应会产生大量的热量,这些热量会以高速释放,形成爆炸的冲击波和火焰。
能量释放公式可以用来计算爆炸物的燃烧速度和能量释放速度。
2. 爆炸物的压力公式,爆炸发生时会产生高压气体,这些气体会形成冲击波并传播到周围环境。
压力公式可以用来计算爆炸发生时的最大压力和压力传播速度。
3. 爆炸物的温度公式,爆炸发生时会产生高温火焰,这些火焰会对周围设施和人员造成热量和烧伤。
温度公式可以用来计算爆炸发生时的最高温度和火焰传播速度。
爆炸极限的数值计算公式的应用范围非常广泛。
在军事领域,它可以用来评估军火库和弹药库的安全性。
在工业领域,它可以用来评估化工厂和炼油厂的安全性。
在自然灾害领域,它可以用来评估火灾和爆炸事故的影响范围。
此外,爆炸极限的数值计算公式还可以用来指导爆炸物的设计和储存,以及安全管理和应急预案的制定。
爆炸极限的数值计算公式虽然在理论上非常复杂,但是在实际应用中也有一些简化的方法。
五、建筑灭火器配置(一)、建筑灭火器适用范围度危险场所划分扑救A类火灾应选用水型、泡沫、磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器。
扑救B类火灾应选用干粉、泡沫、卤代烷、二氧化碳型灭火器。
扑救极性溶剂B类火灾不得选用化学泡沫灭火器。
扑救C类火灾应选用干粉、卤代烷、二氧化碳、干粉型灭火器。
扑救A、B、C类和带电火灾应选用磷酸铵盐干粉、卤代烷型灭火器。
扑救D类火灾的灭火器材应由设计部门和当地公安消防监督部门协商解决。
危险场所分为严重危险级、中危险级、轻危险级。
(二)、建筑灭火器的配置基准与设置灭火器配置场所的火灾种类;灭火有效程度;对保护物品的污损程度;设置点的环境温度;使用灭火器人员的素质。
(三)、建筑灭火器的灭火级别与选择灭火器的灭火级别应由数字和字母组成,数字应表示灭火级别的大小,字母(A或B)、应表示灭火级别的单位及适用扑救火灾的种类。
(四)、建筑灭火器的使用与维护灭火器应设置在明显和便于取用的地点,且不得影响安全疏散。
灭火器应设置稳固,其铭牌必须朝外。
手提式灭火器宜设置在挂钩、托架上或灭火器箱内,其顶部离地面高度应小于1.50 m;底部离地面高度不宜小于0.15 m。
灭火器不应设置在潮湿或强腐蚀性的地点,当必须设置时,应有相应的保护措施。
设置在室外的灭火器,应有保护措施。
灭火器不得设置在超出其使用温度外范围的地点。
灭火器的使用温度范围应符合规范规定。
在卤代烷灭火器定期维修、水压试验或作报废处理时,必须使用经国家认可的卤代烷回收卤代烷灭火剂。
已配置在工业与民用建筑及人防工程内的所有卤代烷灭火器,除用于扑灭火灾外,不得随意向大气中排放。
在非必要配置卤代烷灭火器的场所已配置的卤代烷灭火器,当其超过规定的使用年限或达不到产品质量标准要求时,应将其撤换,并应作报废处理。
六、初起火灾的扑救与人员疏散逃生(一)、初起火灾扑救的方法和原则发生火灾后,要及时使用本单位(地区)、的灭火器材、设备进行扑救。
有手动灭火系统的应立即启动。
爆炸温度计算【大纲考试内容要求】:1.了解爆炸温度和压力的计算;2.掌握爆炸上限和下限的计算。
【教材内容】:2.爆炸温度计算1)根据反应热计算爆炸温度理论上的爆炸最高温度可根据反应热计算。
[例]求乙醚与空气的混合物的爆炸温度。
[解](1)先列出乙醚在空气中燃烧的反应方程式:C4H100 + 602 + 22.6N→4C02 + 5H2O + 22.6N2式中,氮的摩尔数是按空气中N2∶O2=79∶21的比例确定的,即602对应的N2应为:6×79/21 = 22.6由反应方程式可知,爆炸前的分子数为29.6,爆炸后为31.6。
(2)计算燃烧各产物的热容。
气体平均摩尔定容热容计算式见表2—5。
表2-5气体平均摩尔定容热容计算式根据表中所列计算式,燃烧产物各组分的热容为:N:的摩尔定容热容为[(4.8 + O.00045t)×4186.8]J/(kmol·℃)H20的摩尔定容热容为[(4.0 + 0.00215t)X4186.8]J/(kmol·℃)CO。
的摩尔定容热容为[(9.0 + 0.00058t)X4186.8]J/(kmol·℃)燃烧产物的热容为:[22.6(4.8+0.00045t)×4186.8]J/(kmol·℃) = [(454+0.042t)×1O3]J/(kmol·℃)[5(4.0+0.00215t)×4186,8]J/(kmol·℃) = [(83.7+0.045t) ×1O3]J/(kmol·℃) [4(9.0+0.00058t)×4186.8]J/(kmol·℃)=E(150.7+0.0097t) ×1O3]J/(kmol·℃)燃烧产物的总热容为(688.4+0.0967t)×103J/(kmol·℃)。
这里的热容是定容热容,符合于密闭容器中爆炸情况。
(3)求爆炸最高温度。
先查得乙醚的燃烧热为2.7×lO6J/mol,即2.7×109J/kmol。
因为爆炸速度极快,是在近乎绝热情况下进行的,所以全部燃烧热可近似地看作用于提高燃烧产物的温度,也就是等于燃烧产物热容与温度的乘积,即:2.7×lO9 = [(688.4+0.0967t)×103]·t解上式得爆炸最高温度t=2826℃。
上面计算是将原始温度视为0℃。
爆炸最高温度非常高,虽然与实际值有若干度的误差,但对计算结果的准确性并无显著的影响。
2)根据燃烧反应方程式与气体的内能计算爆炸温度可燃气体或蒸气的爆炸温度可利用能量守恒的规律估算,即根据爆炸后各生成物内能之和与爆炸前各种物质内能及物质的燃烧热的总和相等的规律进行计算。
用公式表达为:∑u 2=∑Q+∑u l (2--6)式中∑u 2——燃烧后产物的内能之总和;∑u l——燃烧前物质的内能之总和;∑Q——燃烧物质的燃烧热之总和。
[例]已知一氧化碳在空气中的浓度为20%,求CO与空气混合物的爆炸温度。
爆炸混合物的最初温度为300K。
[解]通常空气中氧占21%,氮占79%,所以混合物中氧和氮分别占由于气体体积之比等于其摩尔数之比,所以将体积百分比换算成摩尔数,即l mol混合物中应有0.2 mol一氧化碳、0.168mol氧和0.632 mol氮。
从表2—6查得一氧化碳、氧、氮在300K时,其摩尔内能分别为6238.33 J/mol、6238.33 J /mol和6238.33J/mol,混合物的摩尔内能为:表2—6不同温度下几种气体和蒸气的摩尔内能 J/molT/K H2O2N2CO CO2H2O 2004061.24144.934144.934144.93————3006028.996238.336238.336238.336950.097494.37 4008122.398373.608289.868331.7310048.3210090.19 60012309.1912937.2112602.2712631.5817333.3515114.35 80016537.8617877.6417082.1417207.7525581.3521227.08 100020850.2623069.2721855.1022064.4434541.1027549.14 140029935.6233996.8232029.0232405.8353591.0439439.66 180039690.8645217.4442705.3643249.6474106.3657359.16 200044798.7651288.3048273.8048859.9684573.3665732.76220048985.5657359.1654009.7254470.2795040.3674106.36 240055265.7663220.6859452.5660143.38105507.3682898.64 260060708.6069500.8865314.0865816.50116893.0491690.92 280066570.1275362.4070756.9271594.28127278.72100901.88 300072012.9681642.676618.4477455.80138164.40110112.84 320077874.4888341.4882479.9683317.32149050.08119742.48∑u 1 = (0.2×6238.33+0.168×6238.33+0.632×6238.33)J= 6238.33J一氧化碳的燃烧热为285624J,则0.2 mol一氧化碳的燃烧热为:(O.2×285624)J = 57124.8J燃烧后各生成物内能之和应为:∑u 2 = (6238.33+57124.8)J = 63363.13J从一氧化碳燃烧反应式2CO+O2= 2CO2可以看出,0.2 mol一氧化碳燃烧时生成0.2mol二氧化碳,消耗0.1mol氧。
1mol混合物中,原有0.168mol氧,燃烧后应剩下0.168-0.1= O.068 mol氧,氮的数量不发生变化,则燃烧产物的组成是:二氧化碳0.2 mol,氧0.068mol,氮0.632mol。
假定爆炸温度为2400K,由表2—6查得二氧化碳、氧和氨的摩尔内能分别为105507.36J/mol、63220.68J/mol和59452.56J/mol,则燃烧产物的内能为:∑u 2’= (0.2×105507.36 + 0.068×3220.68+0.632×59452.56)J=62974.5J说明爆炸温度高于2400K,于是再假定爆炸温度为2600K,则内能之和应为;∑u 2”=(0.2×116893.04+0.068×69500.88+0.632×85314.08)J=69383.17J∑u 2”值又大于∑u 2值,因相差不太大,所以准确的爆炸温度可用内插法求得:以摄氏温度表示为:t=(T—273)℃=(2412—273) ℃ = 2139℃3.爆炸压力的计算可燃性混合物爆炸产生的压力与初始压力、初始温度、浓度、组分以及容器的形状、大小等因素有关。
爆炸时产生的最大压力可按压力与温度及摩尔数成正比的规律确定,根据这个规律有下列关系式:式中P、T和n——爆炸后的最大压力、最高温度和气体摩尔数;Po、To和m——爆炸前的初始压力、初始温度和气体摩尔数。
由此可以得出爆炸压力计算公式:[例]设Po = 0.1MPa.To=27℃,T=2411K,求一氧化碳与空气混合物的最大爆炸压力。
[解]当可燃物质的浓度等于或稍高于完全反应的浓度时,爆炸产生的压力最大,所以计算时应采用完全反应的浓度。
先按一氧化碳的燃烧反应式计算爆炸前后的气体摩尔数:2CO+O2+3.76N2=2C02+3.76N2由此可得出m=6.76,n=5.76,代入式(2—8),得:2411×5.76 ×0.1P = ————————— = 0.69300×6.67以上计算的爆炸温度与压力都没有考虑热损失,是按理论的空气量计算的,所得的数值都是最大值。
爆炸上限和下限的计算,含有惰性气体组成混合物爆炸极限计算(三)爆炸上限和下限的计算,含有惰性气体组成混合物爆炸极限计算1.爆炸上限和下限的计算(1)根据完全燃烧反应所需氧原子数,估算碳氢化合物的爆炸下限和上限,其经验公式如下:式中L下——碳氢化合物的爆炸下限;L上——碳氢化合物的爆炸上限;N——每摩尔可燃气体完全燃烧所需氧原子数。
[例]试求乙烷在空气中的爆炸下限和上限。
[解]写出乙烷的燃烧反应式,求出N值:C2H6+3.502 = 2C02+2H20则N = 7。
将N值分别代入式(2—9)及式(2—10),得;乙烷在空气中的爆炸下限浓度为3.38%,爆炸上限浓度为10.7%。
实验测得乙烷的爆炸下限为3.0%,爆炸上限为12.5%,对比上述估算结果,可知用此方法估算的爆炸上限值小于实验测得的值。
(2)根据爆炸性混合气体完全燃烧时摩尔分散,确定有机物的爆炸下限及上限。
计算公式如下:式中X。
为可燃气体摩尔分数,也就是完全燃烧时在混合气体中该可燃气体的含量。
2.多种可燃气体组成的混合物的爆炸极限计算由多种可燃气体组成爆炸性混合气体的爆炸极限,可根据各组分的爆炸极限进行计算。
其计算公式如下:式中 Lm——爆炸性混合气的爆炸极限,%;L1、L2、L3——组成混合气各组分的爆炸极限,%;V1、V2、V3——各组分在混合气中的浓度,%。
V1+ V2+ V3+… = 100%例如,某种天然气的组成如下:甲烷80%,乙烷15%,丙烷4%,丁烷1%。
各组分相应的爆炸下限分别为5%,3.22%,2.37%和1.86%,则天然气的爆炸下限为;将各组分的爆炸上限代入式(2 13),可求出天然气的爆炸上限。
式(2一13)用于煤气、水煤气、天然气等混合气爆炸极限的计算比较准确,而对于氢与乙烯、氢与硫化氢、甲烷与硫化氢等混合气及一些含二硫化碳的混合气体,计算的误差较大。
【例题】.根据经验公式计算乙烷在空气中的爆炸下限和上限分别是()。
A.3.38% 10.7%B.5.38% 21.7%C.10.7% 21.38%D.3.0% 15.0%【答案】A一、单选题:1、一氧化碳的燃烧反应式是:2CO+O2+3.76N2=2C02+3.76N2设Po = 0.1MPa.To=27℃,T=2411K,则一氧化碳与空气混合物的最大爆炸压力是____ MPa。