Разделы для самостоятельного изучения

1. Определение склонности веществ к самовозгоранию, расчет йодного числа.

Методика расчета йодного числа изложена в работе [4] на страницах 30 - 31.

Для закрепления теоретического материала по теме предусмотрено выполнение двух лабораторных работ.

Для подготовки к лабораторной работе по теме «Определение минимальной температуры самовоспламенения жидкостей» необходимо:

- изучить теоретический материал по разделу «Самовоспламенение» (см. конспект лекций по теме и список литературы);

- уметь ответить на контрольные вопросы и знать определения основных понятий;

- знать назначение, принцип действия и устройство приборов МакНИИ и СТС (см. список литературы);

- в тетради для лабораторных работ оформить отчет: название работы, цели работы, материально-техническое обеспечение, теоретические основы работы (основные определения; формулы расчета; назначение, принцип действия, устройство и рисунок приборов МакНИИ и СТС).

Для подготовки к лабораторной работе по теме «Исследование склонности к самовозгоранию масел и жиров» необходимо:

- изучить теоретический материал по разделу «Самовозгорание» (см. конспект лекций по теме и список литературы);

- уметь ответить на контрольные вопросы и знать определения основных понятий;

- знать назначение, принцип действия и устройство прибора Маккея (см. список литературы);

- в тетради для лабораторных работ оформить отчет: название работы, цели работы, материально-техническое обеспечение, теоретические основы работы (основные определения; формулы расчета; назначение, принцип действия, устройство и рисунок прибора Маккея).

Вопросы для самоконтроля

1. Основы тепловой теории академика Н.Н. Семёнова.

2. Тепловое и цепное самовоспламенение, условия их возникновения.

3. Примеры (схемы) разветвляющейся и не разветвляющейся цепной реакции.

4. Температура самовоспламенения, её практическое значение. Методы определения.

5. Огнепреградители. Принцип работы, область применения.

6. Влияние объема и формы сосуда на температуру самовоспламенения.

7. Влияние состава газовой смеси на температуру самовоспламенения.

8. Влияние давления, наличия катализаторов на температуру самовоспламенения.

9. Сущность процесса самовозгорания, его отличие от самовоспламенения и воспламенения

10. Тепловое самовозгорание масел.

11. Способы определения склонности масел, жиров и олиф к самовозгоранию. Йодное число. Меры профилактики самовозгорания промасленных материалов.

12. Самовозгорание каменных углей. Профилактика самовозгорания.

13. Причины самовозгорания сульфидов металлов. Способы предупреждения самовозгорания сульфидов металлов.

14. Микробиологическое самовозгорание. Профилактика самовозгорания.

15. Самовозгорание химических веществ, при контакте с кислородом воздуха, режим их хранения.

16. Самовозгорание веществ при контакте с водой, способы их хранения.

17. Способы тушения щелочных металлов, карбидов и гидридов щелочных и щелочноземельных металлов.

18. Вещества, самовозгорающиеся при контакте с окислителями.

19. Факторы, влияющие на самовозгорание материалов.

Опорные термины по теме «Условия возникновения и развития процессов горения»: самовоспламенение, температура самовоспламенения, самовозгорание, йодное число, пирофорные вещества.

Методика расчета концентрационных пределов распространения пламени

Смеси газов

1. Находим нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени веществ, входящих в состав смеси, при стандартных условиях.

2. Расчет нижнего и верхнего концентрационных пределов распространения пламени смеси нескольких паров или газов ведут по формуле Ле-Шателье, которая выражает правило смешения. В основу формулы положено предположение, что несколько газов, находящихся на Н(В)КПР, при смешении образуют смесь, также находящуюся на нижнем (верхнем) пределе воспламенения. Формула Ле-Шателье справедлива для подавляющего большинства смесей веществ, не вступающих в химическую реакцию.

, % (об.)

где

 - концентрации горючих компонентов в смеси, об. %;

 - НКПР или ВКПР каждого компонента в смеси, об. %.

 

Задача. 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.)

 

3. 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. Рассчитать концентрационные пределы распространения пламени метана в г/м³ при температуре 134 ⁰С.

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

 

2. 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

 

3. Рассчитываем нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени метана при температуре 134 ⁰С:

 

4. Рассчитываем молярную массу метана: М = 12 ∙ 1 + 1 ∙ 4 = 16 кг/кмоль.

5. Определяем объем занимаемый 1 кмоль газа при заданной температуре:

= 33,4 м³/кмоль.

 

6. Рассчитываем концентрационные пределы распространения пламени метана в г/м³ при температуре 134 ⁰С:

, г/м³

Ответ: расчётное значение концентрационных пределов распространения пламени метана при температуре 134 ⁰С 19,88 – 148,4 г/м³.