2015-05-13
1263
Также как и в п. 5 все расчеты проводятся в безразмерных величинах.
Безразмерный критерий теплоотвода:
, (27)
где 
и 
– соответственно площадь боковой поверхности и объем реактора;
и 
– соответственно теплоемкость и плотность газовоздушной смеси при адиабатной температуре 
.
Критическая температура воспламенения
(28)
Здесь 
– температура стенки сосуда.
Критическое значение безразмерного критерия теплоотвода
(28)
Период индукции на основании 
можно вычислять по следующей формуле, дающей наилучшую аппроксимацию при 
:
(29)
В промежутке 
максимальная температура процессахорошо аппроксимируется зависимостью:
(30)
Найденной 
соответствует ее размерное значение 
, называемое температурой самовоспламенения.
Таким образом, самовоспламенениемгазовой смеси называется такой процесс воспламенения, когда при нагреве всего объемасмеси до некоторой температуры она самостоятельновоспламеняется во всем объеме без воздействия внешнего источника зажигания.
Температура самовоспламенения – это температура газовой смеси, выше которойв системе возможно самоускорение реакции. не являетсяфизико–химической константой, так как зависит не только от свойств газовой смеси, но и от условий теплообмена между смесью и стенками сосуда, в том числе от его размеров и формы, а также от материала стенки (катализаторы, ингибиторы). Именно в силу этих обстоятельств значения , найденные опытным путем, могут заметно различаться.
|
|
|
7. РАСЧЁТ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ С УЧЁТОМ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ РЕАКЦИИ ГОРЕНИЯ
Верхний 
и нижний 
концентрационные пределы распространения пламени – это максимальное и минимальное содержание горючего в смеси «горючее – окислитель», при котором возможно распространение пламени в смеси на любое расстояние от источника зажигания.
Пределы распространения пламени определяются следующими соотношениями:
(30)
. (31)
Значения коэффициентов 
и 
находят по выражениям:
; (32)
, (33)
где 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
и 
– объёмные доли газов, предельных и непредельных углеводородов в смеси;
– сумма горючих компонентов;
, 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
– соответственно, нижний и верхний пределы распространения пламени газов;
и 
– коэффициент флегматизации и минимальное флегматизирующее содержание всех инертных компонентов, находящихся в газе;
Δ – поправка, учитывающая содержание кислорода в газе.
Коэффициент флегматизации и минимальное флегматизирующее содержание всех инертных компонентов рассчитывают по формулам:
, (34)
(35)
где 
, 
, 
– коэффициенты флегматизации;
, 
, 
– минимальное флегматизирующее содержание индивидуальных инертных компонентов.
|
|
|
Коэффициенты флегматизации минимальное содержание индивидуальных инертных компонентов определяются по выражениям:
, (36)
, (37)
, (38)
(39)
(40)
(41)
где 
– стандартная теплота образования горючей части газа, при 25 ˚С, кДж/моль;
, 
и 
– число атомов углерода, водорода и кислорода в условной формуле горючей части газа.
При определении 
, , и необходимо пользоваться выражениями:
, (42)
, (43)
, (44)
, (45)
где 
и 
– теплота образования предельных и непредельных углеводородов;
, 
, 
, 
– число атомов углерода и водорода.
Значение Δ зависит от содержания кислорода в горючем газе и составляет:
| , %
| 1 – 2 | 3,0 | 4,0 | 5,0 |
| Δ, % | 2,1 – 3,6 | 3,7 – 4,5 | 4,3 – 5,3 | 4,8 – 5,8 |
Если температура газовоздушной среды отлична от 25 ˚С, то нижний и верхний пределы распространения пламени рассчитывают по формулам:
; (46)
. (47)
Справочные данные для расчёта приводятся в приложении 1.
