1

Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

кафедра теплотехники

(наименование кафедры)

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По дисциплине Теория горения и взрыва

На тему 1 Определение теплоты сгорания, состава и характеристик продуктов горения твердых, жидких и газообразных горючих веществ; 2 Расчет избыточного давления при взрывном горении газовоздушных смесей в помещении

Отметка о зачете:________________________________ ______________

(дата)

Архангельск

2008

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ	2
РЕШЕНИЕ	4
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ	16

ЗАДАНИЕ

1 Определение теплоты сгорания, состава и характеристик продуктов горения твердых, жидких и газообразных горючих веществ

5.1 (1) Определить состав рабочей массы или состав горючей массы топлива. Исходный элементарный состав топлива приведен в таблице 1.

Таблица 1

Месторождение и марка топлива	Элементы топлива, %
Донецкий, Д	75,6	5,5	4,6	1,5	12,8	25,0	13,0

5.2 (1) Определить низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива для условий задачи 5.1.

5.3 (1) На складе котельной имеется 500 т топлива. Определить запас топлива на складе в тоннах условного топлива () для условий задачи 5.1.

5.4 (1) Определить низшую теплоту сгорания природного газа. Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2

Газопровод
Брянск - Москва	92,8	3,9	1,1	0,4	0,1	1,6	0,1

5.6 (1-а) Определить объемный расход дымовых газов на выходе из топки , объемный расход воздуха, подаваемого в топку , энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки . Значения расхода топлива , коэффициента избытка воздуха в топке , температура продуктов сгорания на выходе из топки приведены в таблице 3. Состав газа принять из таблицы 2.

Таблица 3

Газопровод	Топка
Брянск - Москва	камерная	0,057	1150	1,05

5.7 (1-а) Определить коэффициент избытка воздуха при полном сгорании природного газа, если продукты сгорания содержат 7 % и 8% .

2 Расчет избыточного давления при взрывном горении газовоздушных смесей в помещении

Через производственное помещение, свободный объем которого , проходит трубопровод с проходным сечением диаметром , по которому транспортируется метан с расходом (при нормальных физических условиях) и с максимальным давлением . Трубопровод оснащен системой автоматического отключения со временем срабатывания и с обеспечением резервирования ее элементов. Длина отсекаемого участка трубопровода .

Рассчитать избыточное давление при возникновении дефлаграционного горения газовоздушной горючей смеси в результате аварийной разгерметизации трубопровода.

Произвести оценку возможной степени поражения здания, при необходимости предложить меры по повышению взрывобезопасности сооружения.

РЕШЕНИЕ

5.1 (1)

Дано: , , , , , , .

Найти: , , , , , .

Решение:

Пересчитываем зольность с сухой на рабочую массу топлива

, [1]

где - зольность рабочей массы топлива;

- зольность сухой массы топлива;

- влажность рабочей массы топлива.

Пересчитываем массы углерода, водорода, летучей серы, азота и кислорода с горючей на рабочую массу топлива

, [2]

где - масса элемента на рабочую массу топлива;

- масса элемента на горючую массу топлива.

;

;

;

;

Ответ: состав рабочей массы топлива: , , , , , , .

5.2 (1)

Дано: , , , , , , .

Найти: .

Решение:

Низшую теплоту сгорания топлива определяем с помощью уравнения Менделеева

, [4]

где - низшая теплота сгорания топлива.

Ответ:

5.3 (1)

Дано: , .

Найти: .

Решение:

Запас топлива на складе определяем через отношение

, [5]

где - расход условного топлива;

- расход натурального топлива;

- низшая теплота сгорания условного топлива, .

Ответ:

5.4 (1)

Дано: , , , , , , .

Найти:

Решение:

Определяем низшую теплоту сгорания природного газа

. [6]

Ответ:

5.6 (1-а)

Дано: , , , , , , , , , .

Найти: , , .

Решение:

1) Теоретически необходимое количество воздуха рассчитываем по формуле

[7]

Действительное необходимое количество воздуха:

. [8]

Объемный расход воздуха, подаваемого в топку

. [9]

2) Теоретический объем дымовых газов на выходе из топки рассчитаем как сумму объемов составляющих продуктов сгорания

, [10]

где - теоретический объем на трехатомных газов выходе

. [11]

;

- теоретический объем азота на выходе

. [12]

;

- теоретический объем водяных паров на выходе

, [13]

где - влагосодержание газообразного топлива, отнесенное к 1м³ сухого газа, ;

Действительный объем дымовых газов

. [13]

Объемный расход дымовых газов на выходе из топки

. [14]

3) Энтальпия продуктов сгорания на выходе из топки

, [15]

где - энтальпия продуктов сгорания при и температуре газов

. [16]

Для заданной температуры продуктов сгорания на выходе из топки по таблице в приложении 14 (1) интерполяцией находим значения энтальпии , , - , , .

;

- энтальпия воздуха при и температуре

, [17]

где - энтальпия воздуха при , .

;

Ответ: , , .

5.7 (1-а)

Дано: , .

Найти: .

Решение:

Процентное содержание азота в сухих газах при полном сгорании топлива:

. [18]

При полном сгорании воздуха коэффициент избытка воздуха

. [19]

Ответ:

2. Дано: газ – метан, , , , , , .

Найти: избыточное давление при возникновении дефлаграционного горения газовоздушной горючей смеси в результате аварийной разгерметизации трубопровода.

Произвести оценку возможной степени поражения здания, при необходимости предложить меры по повышению взрывобезопасности сооружения.

Решение:

Теоретически необходимое количество воздуха рассчитываем по формуле 7

Объем газа , поступившего в помещение в результате разгерметизации:

, [20]

где - объем газа, поступившего в помещение до момента срабатывания автоматического отключения подачи:

. [21]

- объем газа, находящегося в отсекаемом трубопроводе:

. [22]

Химическая формула окисления метана имеет вид:

Таким образом, на 1кг приходится кислорода.

Объемное содержание кислорода в воздухе 23,2%.

Массовый расход воздуха:

.

Коэффициент избытка воздуха, образовавшегося в помещении с горючей смесью:

, [23]

где - плотность воздуха при нормальных условиях:

, [24]

где - объем 1 кмоль при нормальных условиях, ;

- молярная масса воздуха, .

- плотность метана при нормальных условиях:

. [25]

,