2017-10-25
518
Задача 1.
Рассчитать объѐм воздуха и продуктов горения, а также состав продуктов горения (в об. %), образующихся при сгорании m кг вещества (табл. 2), если горение происходит при заданных условиях (табл. 2) и коэффициенте избытка воздуха (табл. 2).
Таблица 2
| Номер | Название | Химическая | Температура | Давление | m | |||||||||||||||
| варианта | вещества | формула | t С | P, кПа | ||||||||||||||||
| Этанол | С2Н6О | 100,0 | 1,1 | |||||||||||||||||
| Пропанол-1 | С3Н8О | 100,0 | 1,2 | |||||||||||||||||
| Бутанол-1 | С4Н10О | 105,0 | 1,3 | |||||||||||||||||
| Толуол | С7Н8 | 105,0 | 1,4 | |||||||||||||||||
| Анилин | С6Н5NН2 | 105,0 | 1,5 | |||||||||||||||||
| Глицерин | С3Н5 (ОН)3 | 110,0 | 1,6 | |||||||||||||||||
| Этиленгликоль | С2Н4 (ОН)2 | 110,0 | 1,7 | |||||||||||||||||
| Ацетон | С3Н6О | 110,0 | 1,8 | |||||||||||||||||
| Диэтиловый | С4Н10О | 115,0 | 1,9 | |||||||||||||||||
| эфир | ||||||||||||||||||||
| Пропилацетат | С5Н10О2 | 115,0 | ||||||||||||||||||
| Задача 2.Рассчитать объѐм воздуха и продуктов горения при сгорании | ||||||||||||||||||||
| (табл. 3) объѐмом V м3 при заданных условиях (табл. 3), | ||||||||||||||||||||
| горючего газа | если | |||||||||||||||||||
| горение происходит при избытке воздуха. | ||||||||||||||||||||
| Таблица 3 | ||||||||||||||||||||
| Исходная | Темпера- | |||||||||||||||||||
| Номер | тура | |||||||||||||||||||
| Название | Химическая | темпера- | Объѐм | |||||||||||||||||
| вари- | продуктов | |||||||||||||||||||
| вещества | формула | тура, | V,м3 | |||||||||||||||||
| горения, | ||||||||||||||||||||
| анта | t С | |||||||||||||||||||
| t С | ||||||||||||||||||||
| Метан | СН4 | 1,4 | ||||||||||||||||||
| Этан | С2Н6 | 1,3 | ||||||||||||||||||
| Пропан | С3Н8 | 1,1 | ||||||||||||||||||
| Бутан | С4Н10 | 1,5 | ||||||||||||||||||
| Ацетилен | С2Н2 | 1,1 | ||||||||||||||||||
| Метилэтило- | С3Н8О | 1,4 | ||||||||||||||||||
| вый эфир | ||||||||||||||||||||
| Диметиловый | С2Н6О | 1,6 | ||||||||||||||||||
| эфир | ||||||||||||||||||||
| Диметилпро- | С5Н12 | 1,4 | ||||||||||||||||||
| пан | ||||||||||||||||||||
| Сероводород | Н2S | 1,2 | ||||||||||||||||||
| Водород | Н2 | 1,3 | ||||||||||||||||||
Задача3. Определить объѐм воздуха,пошедшего на горение,и объемобразовавшихся продуктов горения при сгорании смеси газов (табл. 4), если горение происходит при коэффициенте избытка воздуха. Объем исходной газовой смеси V, м3.
Таблица 4
| Состав | Номер варианта | |||||||||||
| смеси, % | ||||||||||||
| Оксид | ||||||||||||
| углерода | - | - | - | - | - | - | ||||||
| (II) | ||||||||||||
| Водород | - | - | - | - | - | |||||||
| Метан | - | - | - | - | - | |||||||
| Этан | - | - | - | |||||||||
| Пропан | - | - | - | - | - | |||||||
| Бутан | - | - | - | |||||||||
| Этилен | - | |||||||||||
| Пропен | - | - | - | |||||||||
| Ацетилен | - | - | ||||||||||
| Углекис- | ||||||||||||
| лый газ | ||||||||||||
| Азот | - | |||||||||||
| Кислород | ||||||||||||
| 1,4 | 1,8 | 1,3 | 1,1 | 1,2 | 1,9 | 1,2 | 1,4 | 1,1 | 1,3 | |||
| V,м3 |
Задача4. Определить,какое количество вещества(табл. 5)можетвыгореть в закрытом помещении объѐмом V п, если известно, что горение прекращается при содержании кислорода в помещении, равном О 2. Для
расчѐта коэффициента избытка воздуха рекомендуется воспользоваться формулой (11).
| Таблица 5 | |||||
| Номер | Название | Химическая | V п,м3 | О 2. | |
| варианта | вещества А | формула | |||
| Ацетон | СН3СОСН3 | ||||
| Бензол | С6Н6 | ||||
| Метанол | СН3ОН | ||||
| Этанол | С2Н5ОН | ||||
| Глицерин | С3Н5(ОН)3 | ||||
| Гексан | С6Н14 | ||||
| Диэтиловый | С2Н5ОС2Н5 | ||||
| эфир | |||||
| Толуол | С6Н5СН3 | ||||
| Стирол | С6Н5С2Н3 | ||||
| Бутонол | С4Н9ОН | ||||
Задача 5. Методом последовательных приближений рассчитатькалориметрическую температуру горения для стехиометрической смеси горючего вещества с воздухом (табл. 6). Для расчѐтов использовать данные приложения 10.
| Таблица 6 | |||||||||||||||||||
| Номер | Горючее вещество | Химическая формула | |||||||||||||||||
| варианта | |||||||||||||||||||
| Толуол | С7Н8 | ||||||||||||||||||
| Анилин | С6Н5NН2 | ||||||||||||||||||
| Глицерин | С3Н5(ОН)3 | ||||||||||||||||||
| Этиленгликоль | С2Н4(ОН)2 | ||||||||||||||||||
| Ацетон | С3Н6О | ||||||||||||||||||
| Диэтиловый эфир | С4Н10О | ||||||||||||||||||
| Пропилацетат | С5Н10О2 | ||||||||||||||||||
| Этанол | С2Н6О | ||||||||||||||||||
| Пропанол-1 | С3Н8О | ||||||||||||||||||
| Бутанол-1 | С4Н10О | ||||||||||||||||||
| Задача 6.Пользуясь средними значениями теплоѐмкостей(табл. 19), | |||||||||||||||||||
| рассчитать | температуру горения горючего вещества (табл. 7), если горение | ||||||||||||||||||
| протекает при коэффициенте избытка воздуха | (табл. 7), а доля потерь тепла | ||||||||||||||||||
| излучением составляет | (табл. 7). | ||||||||||||||||||
| Таблица 7 | |||||||||||||||||||
| Номер | Название | Элементный состав вещества, масс. % | |||||||||||||||||
| варианта | вещества | С | Н | О | S | N | W | зола | |||||||||||
| Антрацит | 0,5 | 1,0 | 21,5 | 1,1 | 0,2 | ||||||||||||||
| Горючий | 24,2 | 1,8 | 4,5 | 3,0 | 2,0 | 39,5 | 1,2 | 0,3 | |||||||||||
| сланец | |||||||||||||||||||
| Керосин | 13,7 | 0,3 | - | - | - | 1,3 | 0,4 | ||||||||||||
| Бензин | 8,0 | 5,0 | - | 2,0 | 1,4 | 0,3 | |||||||||||||
| Соляровое | 86,0 | 12,0 | 1,2 | 0,8 | - | - | - | 1,5 | 0,2 | ||||||||||
| масло | |||||||||||||||||||
| Мазут | - | - | 1,6 | 0,3 | |||||||||||||||
| Древесина | - | - | 1,7 | 0,4 | |||||||||||||||
| Уголь | - | 1,8 | 0,3 | ||||||||||||||||
| Церезин | - | - | - | - | 1,7 | 0,2 | |||||||||||||
| Горючий | 1,6 | 0,3 | |||||||||||||||||
| сланец | |||||||||||||||||||
Задача7. Рассчитать,какое количество(в кг)горючей жидкости(табл.8)должно испариться в закрытом помещении объѐмом V п при нормальных условиях, чтобы создалась минимальная взрывоопасная концентрация горючих паров. Условно принять, что пары горючей жидкости равномерно распределены в объѐме помещения. Нижний концентрационный предел распространения пламени рассчитать по аппроксимационной формуле.
Таблица 8
| Название | Химическая | Объѐм помещения, | ||
| Номер варианта | горючей | |||
| формула | м3 | |||
| жидкости | ||||
| Этиленгликоль | С2Н4(ОН)2 | |||
| Ацетон | СН3СОСН3 | |||
| Толуол | С6Н5СН3 | |||
| Гексан | С6Н14 | |||
| Глицерин | С3Н5(ОН)3 | |||
| Бензол | С6Н6 | |||
| Пропаноло | С3Н7ОН | |||
| Этанол | С2Н5ОН | |||
| Метанол | СН3ОН | |||
| Бутанол | С4Н9ОН |
Задача8. Используя аппроксимационную формулу рассчитатьконцентрационные пределы распространения пламени и величину предельно допустимой взрывобезопасной концентрации (ПДВК) следующих веществ при заданной температуре t, ºС (табл. 9).
| Таблица 9 | ||
| Номер варианта | Вещество | Температура t, ºС |
| Ацетилен | ||
| Водород | ||
| Ацетон | ||
| Метиловый спирт | ||
| Этиловый спирт | ||
| Пропиловый спирт | ||
| Бутиловый спирт | ||
| Бензол | ||
| Стирол | ||
| Ксилол |
Задача9. Рассчитать концентрационные пределы распространенияпламени газовой смеси следующего состава при заданных условиях (табл. 10).
Таблица 10
| Номер | Состав смеси, % | Условия среды | ||||||
| варианта | СН4 | СО | Н2 | Н2О | С3Н8 | t,С | Р,кПа | |
| - | ||||||||
| - | ||||||||
| - | -10 | |||||||
| - | ||||||||
| - | ||||||||
| - | ||||||||
| - | ||||||||
| - |
Задача10. Рассчитать минимальную флегматизирующую концентрациюинертного разбавителя, об. %, исходя из минимальной адиабатической температуры горения паровоздушной смеси вещества А при разбавлении еѐ флегматизатором Ф (табл. 11), а также минимальное взрывоопасное содержание кислорода и безопасную концентрацию кислорода. Построить график зависимости КПРП от концентрации флегматизатора
| Таблица 11 | ||||
| Номер | Название вещества | Химическая | Флегматизатор Ф | |
| варианта | А | формула | ||
| Пентан | С5Н12 | Азот | ||
| Гексан | С6Н14 | Азот | ||
| Уксусноэтиловый | СН3СООС2Н5 | Водяной пар | ||
| эфир | ||||
| Диэтиловый эфир | С4Н10О | Водяной пар | ||
| Этиловый спирт | С2Н6О | Диоксид углерода | ||
| Метиловый спирт | СН4О | Диоксид углерода | ||
| Ацетон | СН3СОСН3 | Азот | ||
| Бензол | С6Н6 | Азот | ||
| Пропилен | С3Н6 | Диоксид углерода | ||
| Пропиловый спирт | С3Н8О | Диоксид углерода |
Задача11. Рассчитать температурные пределы распространения пламенижидкости (табл. 12) по ее концентрационным пределам распространения пламени, определить взрывобезопасный температурный режим.
| Таблица 12 | ||||||
| Номер варианта | Название вещества | Химическая формула | ||||
| Метиловый спирт | СН3ОН | |||||
| Бутиловый спирт | С4Н9ОН | |||||
| Пропиловый спирт | С3Н7ОН | |||||
| Аллиловый спирт | С3Н5ОН | |||||
| Ацетон | С3Н6О | |||||
| Бензол | С6Н6 | |||||
| Толуол | С6Н5СН3 | |||||
| Октан | С8Н18 | |||||
| Стирол | С8Н8 | |||||
| Этилбензол | С8Н10 | |||||
| Задача 12.Рассчитать температуру | вспышки или температуру | |||||
воспламенения горючей жидкости (табл. 13) по формуле В.И. Блинова. Определить класс жидкости по пожарной опасности и категорию помещения. Сравнить найденное значение со справочным [3]. При расчѐтах использовать данные приложения 12.
| Таблица 13 | |||||
| Номер | Название | Химическая | Определяемый параметр | ||
| варианта | жидкости | формула | |||
| Уксусноэтиловый | СН3СООС2Н5 | Температура вспышки | |||
| эфир | (о.т.) | ||||
| Толуол | С6Н5СН3 | Температура вспышки | |||
| (о.т.) | |||||
| Октан | С8Н18 | Температура | |||
| воспламенения | |||||
| Бутилформиат | С5Н10О2 | Температура вспышки | |||
| (з.т.) | |||||
| Метиловый спирт | СН3ОН | Температура вспышки | |||
| (о.т.) | |||||
| Этиловый спирт | С2Н5ОН | Температура вспышки | |||
| (о.т.) | |||||
| Бутиловый спирт | С4Н9ОН | Температура | |||
| воспламенения | |||||
| Ацетон | С3Н6О | Температура | |||
| воспламенения | |||||
| Бензол | С6Н6 | Температура вспышки | |||
| (з.т.) | |||||
| Пропиловый | С3Н8О | Температура вспышки | |||
| спирт | (з.т.) | ||||
Задача13. Используя данные приложений13, 14, 15определитьстандартную температуру самовоспламенения вещества (табл. 14) по средней длине углеродной цепи, определив число концевых групп и число цепей.
Таблица 14.
| № | |||||||||
| вар - | Название вещества | Структурная формула | |||||||
| та | |||||||||
| 2,4-диметил-3-этилоктан | H3C - | CH - | CH - | CH - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 | |||||
| CH3 CH2 CH3 | |||||||||
| CH3 |
CH3
2 1,2-диметил-4-бутилбензолH3C - 
- CH2 - CH2 - CH2 - CH3
| CH2 - CH3 | ||||||
| 4-метил-2-этилгексанол-1 | ||||||
| HO - CH2 - CH - CH2 - | CH - CH3 | |||||
| CH2 - CH3 | ||||||
| CH3 |
4 1-этил-2-этил-4-пропилбензолH3C - CH2 - 
- CH2 - CH2 - CH3
| 2,4-диметил-3-этилпентанол-1 | HO - CH2 - | CH - | CH - | CH - CH3 | ||||||||||||||||||
| CH3 CH2 CH3 | ||||||||||||||||||||||
| CH3 | ||||||||||||||||||||||
| CH3 | ||||||||||||||||||||||
| изопентилбензол | H3C - CH2 - C | |||||||||||||||||||||
| CH3 | ||||||||||||||||||||||
| CH3 | ||||||||||||||||||||||
| 3,3,5-триметилгептанол-2 | ||||||||||||||||||||||
| H3C - | CH - C - CH2 - | CH - CH3 | ||||||||||||||||||||
| OH CH3 | CH2 - CH3 | |||||||||||||||||||||
| CH3 | ||||||||||||||||||||||
8 3-метил-2-этилгептанол-1H3C - CH2 - CH2 - CH - CH2 - CH - CH2 - OH CH2 - CH3
СН3 СН3
| 2,2,4,4-тетраметилпентан | СН3 – С – СН2 – С – СН3 |
СН3 СН3
СН3
| 2,2,3-триметилгексан | СН3 – С – СН – СН2 – СН2 - СН3 |
СН3 СН3
Задача14. Сферический заряд ТНТ(тринитротолуол)массой W (табл. 15)взрывается при стандартных атмосферных условиях. Найти параметры падающей (рис. 5) и нормально отражѐнной от препятствия (рис. 6) взрывной волны на расстоянии R (табл. 15) от центра взрыва.
| Таблица 15. | |||
| Номер варианта | Масса ТНТ W, кг | Расстояние R, м | |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДИСЦИПЛИНЫ
И РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
Приступая к изучению курса, необходимо представлять, что горение – основной процесс на пожаре. Знание сути явлений, законов горения, механизмов и способов его прекращения необходимо для успешной работы инженера пожарной безопасности в любой области его деятельности.
