Главная » Химия |
1. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючей жидкости стирола C8H8, с молекулярной массой 104,151, при давлении 101325 Па и температуре +25 Дано: М (C3H8O3) = 104,151; Р = 101325 Па; Т = +25 = 298 К. Найти: Решение: ) Записываем уравнение реакции горения стирола: По формуле: Тогда уравнение реакции примет вид: ) Определяем теоретический объём воздуха для нормальных условий. где - стехиометрический коэффициент при O2, N2; - стехиометрический коэффициент при горючем; - молекулярная масса глицерина - объем воздуха при н.у. ) Определяем практический объём воздуха. где - давление и температура при н.у, Па, К.; - давление и температура при заданных условиях, Па, К Ответ: Для сгорания 1 кг стирола при заданных условиях требуется 11,18 воздуха. 2. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг хлопка, в состав которого входит С = 42,4%, Н = 5,92%, О=46,6%, N=0,58% W = 4,0%, А = 0,5%, при давлении 101325 Па и температуре +25 Дано: С = 42,4%; Н = 5,92%; О=46,6%; N=0,58%; W = 4,0%; А = 0,5%; Р = 101325 Па; Т = +25 = 298 К. Найти: Решение: ) Определяем теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг древесного угля при н.у. по формуле: ) Определяем практический объём воздуха. Ответ: Для сгорания 1 кг хлопка при заданных условиях требуется 7,6 воздуха. 3. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг технического продукта дизельного топлива Л C14,605H29,965, при давлении 101325 Па и температуре +25 Дано: C14,605H29,965 Р = 101325 Па; Т = +25 = 298 К. Найти: Решение: ) Записываем уравнение реакции горения дизельного топлива Л: C14,605H29,965+ O2 + 22,096*3,76N2 14,605CO2 + 14,983H2O +83,08N2 2) Определяем теоретический объём воздуха для нормальных условий. ) Определяем практический объём воздуха. Ответ: Для сгорания 1 кг дизельного топлива Л при заданных условиях требуется 12,53 воздуха. 4. Определить объём воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг полукоксового газа, состоящего из следующих газов: диоксид углерода, водород, этилен, пропилен, дициан, кислород, оксид углерода, азот, при давлении 101325 Па и температуре +25 . Дано: CO2=0,4%; Н2 = 9,3%; C2H4=21,8%; C3H6=9,0%; HCN=1,6%; C2H3N=8,5%; C2N2=19,6%; O2=0,8%; СО = 18,5%; N2 = 20,6%; Р = 101325 Па; Т = +25 = 298 К. Найти: Решение: ) Записываем уравнения реакций горения: Н2 + H2O2H4+3O2 2CO2+2H2O3H6+4,5O2 3CO2+3H2O+1,25O2 CO2+0,5H2O+0,5N2 C2H3N+2,75O2 2CO2+1,5H2O+0,5N2 C2N2+2O2 2CO2+N2 CО +0,5О2 СO2 2) Определяем теоретический объём воздуха для нормальных условий. где - сумма произведений содержания газов в процентах и кол-ва O2, необходимого для горения; - процентное содержание O2 3) Определяем практический объём воздуха. Ответ: Для сгорания 1м3 полукоксового газа при заданных условиях необходимо м3 воздуха. 5. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества хлопок с составом: C=42,4%; H=5,92%; O=46,6%; N=0,58; W=4,0; A=0,5. 1) Рассчитаем объемы отдельных продуктов горения: Vco2=1,86* м3/кг. VH2O=11,2* м3/кг. VN2= м3/кг. Просуммируем полученные объемы: Vпг.=0,79+0,71+2,99=4,49 м3/кг. Ответ: При сгорании 1 килограмма хлопка выделяется 4,49 м3 продуктов горения. 6. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества газ полукоксовый состава CO2=0,4%; H2=9,3%; C2H2=21,8%; C3H6=9%; HCN=1,6%; C2H3N=8,5%; C2N2=19,6%;2=0,8%; CO=18,5%; N2=20,6%. ) Составим уравнения реакций горения: H2+0,5O2→H2O C2H2+3O2→2CO2+2H2O C3H6+4,5O2→3CO2+3H2O HCN+1,25O2→CO2+0,5H2O+0,5N2+2,75 C2H3N+2,75O2→2CO2+1,5H2O+0,5N2 C2N2+2O2→2CO2+N2 CO+0,5O2→CO2 2) Определим объемы отдельных продуктов горения: V VСО2= м3/м3. VH2O= м3/м3. VN2=0,79 м3/м3. ) Просуммируем полученные объемы: Vпг.=1,47+0,93+145=147,4 м3/м3. Ответ: При сгорании 1 м3 полукоксового газа образуется 147,4 м3 продуктов горения. 7. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества амилсульфид C10H22S с молярной массой М=174,35 г./моль при Т=0°С и Р=101325 Па 1) Составим уравнение горения: C10H22S+16,5О2+16,5·3,76N2→10CO2+11H2O+SO2+16,5·3,76N2 2) Определим объем продуктов горения: = м3/кг. Так как заданные условия не отличаются от нормальных (Т=0°С; Р=101325 Па), то Ответ: При сгорании 1 м3 амилсульфида образуется 84,04 м3 продуктов горения. 8. Определить состав и объём продуктов сгорания единицы массы (объёма) горючего вещества масло генераторное тяжелое С20,98Н23,11S0,04 с молярной массой М=300 при T=-20°C и Р=101000 Па 1) Составим уравнение горения вещества: С20,98Н23,11S0,04+26,8О2+26,8·3,76N2→20,98СО2+11,56Н2О+0,04S2+26,8·3,76N2 ) Определим объем продуктов горения: = м3/кг. ) Определим объем продуктов горения при заданных условиях: Vпг.= м3/кг. Ответ: При сгорании 1 кг. тяжелого генераторного масла образуется 823,08 м3 продуктов горения. 9. Определить концентрационные пределы распространения пламени газо-, паро-, и пылевоздушных смеси вещества н-Бутиловый спирт С4Н10О при температуре Т=50°С (экспериментальные пределы: 1,80…10,90) Составим уравнение горения вещества: С4Н10О+6О2→4СО2+5Н2О Определим концентрационные пределы: где для нижнего предела: a=8684; b=4,679; для нижнего: а=1,55; в=0,560 Определим погрешность расчета: Определим концентрационные пределы при заданной температуре: Ответ: Концентрационные пределы распространения для н-Бутилового спирта ; 10. Определить концентрационные пределы распространения пламени газо-, паро-, и пылевоздушных смеси вещества 1-Бутин С4Н6 при температуре t=50°C (экспериментальные пределы: 1,20…-) ) Составим уравнение горения вещества: С4Н6+5,5О2→4СО2+3Н2О ) Определим концентрационные пределы: ) Определим погрешность для нижнего предела: ) Определим концентрационные пределы для заданной температуры: Ответ: Концентрационные пределы распространения для 1-Бутина ; 11. Определить концентрационные пределы распространения пламени газо-, паро-, и пылевоздушных смеси вещества 2-аминобензойная кислота С7Н7О2N c молярной массой М=137,15 г./моль; кДж/моль; экспериментальный НКПВ=30 г./моль при температуре t=0°C 1) Для определения НКПВ данного вещества воспользуемся следующими формулами: K= ) Определим стандартную теплоту образования взрывчатого вещества: ) Определим массовые доли С, О, Н и N в веществе: ) Рассчитаем Lн, учитывая, что hc=9,134; hH=2,612; hO=-0,522; hN=-0,494: ) Определим НКПВ: ) Определим НКПВ при заданной температуре: ) Определим погрешность: Ответ: НКПВ 2-Аминобензойной кислоты равен 17,35 г./м3. 12. Определить состав и объём продуктов взрывчатого разложения динитробензола С6Н4N2O4; кислородный баланс равен -95,3%; молярная масса М=168 г./моль; Q=8,6 ккал / моль 1) Составим уравнение реакции взрыва: С6Н4N2O4→2H2O+2CO2+4C+N2 2) Определим объем продуктов взрыва: Ответ: при взрыве 1 кг. динитробензола образуется 0,67 м3 продуктов взрыва. 13. Определить состав и объём продуктов взрывчатого разложения алюмотола, состоящего на 95% из тротила С7H5N3O6 молярной массы М=227 г./моль и на 5% из алюминия молярной массы М=27 г./моль 1) Составим приведенную формулу взрывчатого вещества: →4,18 С7H5N3O6+1,85Al 29,26H20,9N12,54O25,08Al1,85→10,45Н2О+0,925Al2O3+11,855CO+17,405C+6,27N2 2) Определим объем продуктов взрыва: при взрыве 1 кг. алюмотола образуется 0,64 м3 продуктов взрыва. 14. Определить теплоту и температуру продуктов взрывчатого разложения динитробензола С6Н4N2O4; кислородный баланс равен -95,3%; молярная масса М=168 г./моль; Q=8,6 ккал / моль Теплота взрыва определяется из уравнения: Q=Qпв.-Qвв. ) Определение теплоты взрыва основным методом: Составим уравнение процесса взрыва: С6Н4N2O4→2H2O+2CO2+4C+N2 Парциальная теплота отдельных продуктов взрыва: Qp(H2o)=57,78 ккал / моль Qp(СО)=26,88 ккал / моль Qpпв=2·57,78+2·26,88=169,32 ккал / моль QV=Qp+0,58·n=169,32+0,58·(2+2)=171,64 ккал / моль Qvвв=8,6+0,58·(1)=9,18 ккал/ моль Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг динитробензола при расчете по основному методу составляет 4051,8 кДж/кг. ) Определение теплоты взрыва по методу Авакяна: Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг динитробензола при расчете по методу Авакяна составляет 1862,5 кДж/кг. ) Определим температуру взрывчатого разложения данного вещества: QМV=CV·tпв. где: CV=a+b·tпв. - суммарная молярная теплоемкость tпв - температура продукта взрыва МV =QVпв. - QVвв. Vпв.=171640 кал/мольVвв.=9180 кал/моль QМV=171640-9180=162460 кал/моль Молярная теплоемкость для различных веществ составляет: для двухатомных газов (СО, N2): СV=4,8+0,00045·tпв. для Н2О: СV=4,0+0,00215·tпв - для СО2: СV=9+0,00058·tпв. для твердых продуктов взрыва: СV=const=6,4 Определим теплоемкость для продуктов взрыва динитробензола: СVн2о=2·(4,0+0,00215· tпв.)=8+0,0043 tпв. СVсо2=2·(9+0,00058· tпв.)=18+0,00116· tпв. СV=4·6,4=25,6 СVN2=4,8+0,00045· tпв. Суммарная молярная теплоемкость составляет: CV=8+18+25,6+4,8+(0,0043+0,00116+0,00045) · tпв.=56,4+0,00591· tпв. Ответ: при взрыве 1 кг динитробензола температура составит 2590,64 К. 15. Определить теплоту и температуру продуктов взрывчатого разложения алюмотола, состоящего на 95% из тротила С7H5N3O6 молярной массы М=227 г./моль и на 5% из алюминия молярной массы М=27 г./моль. Парциальные теплоты веществ: Qp трот.=17,5 ккал / моль=1010 ккал/кг; Qp Al=0 1) Определим теплоту методом ориентировочного определения: QV=0,95·1010=959,5 ккал/кг=4020,3 кДж/кг. Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг алюмотола при расчете по ориентировочному методу составляет 4020,3 кДж/кг. ) Определим теплоту уточненным методом: Составим приведенную формулу взрывчатого вещества: →4,18 С7H5N3O6+1,85Al29,26H20,9N12,54O25,08Al1,85→10,45Н2О+0,925Al2O3+11,855CO+17,405C+6,27N2 QV вв.=73,23+0,58·(4,18+0)=75,66 ккал / моль Qv=0,32·350,24·(47·25,08+5,25·20,9) - 75,66=892,2 ккал / моль Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг алюмотола при расчете по уточненному методу составляет 3742,8 кДж/кг. ) Определим теплоту основным методом: Данные возьмем из предыдущего расчета: QV вв. =75,66 ккал / моль Qp пв.=10,45·57,78+11,86·26,88=922,6 ккал / моль QV пв. =922,6+0,58·(10,45+11,86)=935,54 ккал / моль Ответ: теплота, выделяемая при взрыве 1 кг алюмотола при расчете по основному методу составляет 3607,2 кДж/кг. ) Определим температуру взрывчатого разложения данного вещества: QVпв.=935540 кал/моль QVвв.=75660 кал/моль QМV=935540-75660=859880 кал/моль Определим теплоемкость для продуктов взрыва алюмотола: СVн2о=10,45·(4,0+0,00215· tпв.)=41,8+0,0225 tпв. СVal2o3=0,925·6,4=5,92 СVсо=11,855·(4,8+0,00045· tпв.)=56,904+0,0054· tпв. СVс=17,405·6,4=111,392 СVN2=6,27·(4,8+0,00045· tпв.)=30,096+0,0028· tпв. Суммарная молярная теплоемкость составляет: CV=10,45+5,92+56,904+111,392+30,096+(0,0225+0,0054+0,0028) · tпв.= =246,112+0,0307· tпв. Ответ: при взрыве 1 кг алюмотола температура составит 2903,6 К. 16. Определить давление продуктов взрыва 1 кг. динитробензола С6Н4N2O4; кислородный баланс равен -95,3%; молярная масса М=168 г./моль; Q=8,6 ккал / моль; плотность свв=1050 кг/м3; объем продуктов взрыва V0=0,67 м3/кг; температура взрыва T=2590,64 К 1) Составим уравнение процесса взрыва вещества: С6Н4N2O4→2H2O+2CO2+4C+N2 2) Давление продуктов взрыва определяется из уравнения: P·(V-б-бk)=n·R·T R=8,314 - универсальная газовая постоянная. Ответ: давление при взрыве 1 кг. динитробензола составит 4,16 ГПа. 17. Определить давление продуктов взрыва 1 кг. алюмотола, состоящего на 95% из тротила С7H5N3O6 молярной массы М=227 г./моль и на 5% из алюминия молярной массы М=27 г./моль; молярная масса взрывчатого мещества М=998,8 г/моль; плотность свв=1000 кг/м3; объем продуктов горения V0=0,64 м3; температура взрыва Т=2903,6 К 1) Составим уравнение процесс взрыва вещества C29,26H20,9N12,54O25,08Al1,85→10,45Н2О+0,925Al2O3+11,855CO+17,405C+6,27N2 Ответ: давление при взрыве 1 кг. алюмотола составляет 2,83 ГПа. Заключение В ходе данной курсовой работы мною были рассчитаны различные величины, характеризующие процессы горения и взрыва для индивидуальных и смесевых горючих и взрывчатых веществ. Полученные результаты близки по значениям к экспериментальным, что позволяет сделать вывод что расчеты верны и использованные методы допустимо применять в ходе дальнейшей профессиональной деятельности. Библиографический список 1 СТО ЮУрГУ 04-2008 Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к содержанию и оформлению / Т.И. Парубочая, Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев, Л.В. Винокурова. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. - 56 с. Скачать архив (561.4 Kb) Схожие материалы: |
Всего комментариев: 0 | |