Индекс распространения пламени

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

Факультет Безопасности жизнедеятельности и инженерная экология

Кафедра Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

Зав. кафедрой «БЖ и ЗОС»

____________ Б.Ч.Месхи

        (подпись)     

«___» _____________ 2017г.

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту (работе) по дисциплине Теория горения и взрыва

 

на тему:   Определение скоростей горения смеси ГМ с окислителем

 

Автор проекта (работы) _____________________ Адамовский Александр Сергеевич

подпись

 

Направление/специальность, профиль/специализация:

20.05.01. Пожарная Безопасность профиль Безопасность жизнедеятельности

код направления

 

Обозначение курсового проекта (работы) ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ Группа БПБ-32

Руководитель проекта __________________    доцент   Дымникова Ольга Валентиновна.

Подпись

 

Проект (работа) защищен (а) ______________ ______________ ______________

дата                 оценка                        подпись

 

                                                                      Ростов-на-Дону

                                                                               2017

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

Факультет Безопасности жизнедеятельности и инженерная экология

Кафедра Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

Зав. кафедрой «БЖ и ЗОС»

____________ Б.Ч.Месхи

        (подпись)     

«___» _____________ 2017г.

 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект (работу)

 

Студент Адамовский Александр Сергеевич Код 1403907 Группа БПБ-32

 

Тема Определение скоростей горения смеси ГМ с окислителем

                                                                                                                                                                          

Срок представления проекта (работы) к защите «__» _________ 2017 г.

Исходные данные для курсового проекта (работы):

1. Задание преподавателя.

2. Определить расчетные параметры пожарной опасности при заданных условиях:

Дизельное топливо L

Температура 28⁰С; Давление 92000 Па; α=1,7

G= 0.37 г/м^3, =441м³

 

 

Руководитель проекта (работы) ____________   _ доцент   Дымникова Ольга Валентиновна

подпись, дата                                                                        Ф.И.О.

 

Задание принял к исполнению   ___________________ __________________________

                                                                                                   подпись, дата                                                                  Ф. И.О.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

20.05.010710000.000 ПЗ

Разраб.

Адамовсский

Провер.

Дымникова

Реценз

Н. Контр.

Утверд.

Лит.

Листов

21

Оглавление

1.Теоретическая часть. 4

1.1. Основные положения. 4

1.2.Скорость выгорания. 5

1.3.Индекс распространения пламени. 5

1.4.Нормальная скорость распространения пламени.. 6

1.Расчет объема воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючего вещества: 14

2.Расчет объема и процентного состава продуктов горения 1 кг ДТ. 14

3.Расчет теплоты сгорания по формуле Менделеева: 15

4.Расчет плотности паров бензина по отношению к плотности воздуха: 15

5.Расчет концентрации насыщенных паров ДТ: 15

6.Расчет стехиометрической концентрации паров бензина в смеси с воздухом: 16

7.Расчет концентрационных п ределов распространения пламени паров ДТ: 16

8.Расчет времени образования минимальной взрывоопасной концентрации паров ДТ: 17

9.Расчет температуры горения: 17

10.Расчет температурных пределов распространения пламени ДТ: 18

11.Расчет температуры вспышки: 19

12.Расчет давления при взрыве паров ДТ: 19

Выводы: 20

Список использованной литературы.. 21

 

 

Теоретическая часть

Основные положения

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ

Горением называют физико-химический процесс, протекающий с выделением тепла и сопровождающийся свечением. По этим признакам горение можно отличить от других явлений, например, от коррозии металлов, гашения извести и других химических реакций, сопровождающихся выделением тепла. Процесс горения состоит из элементарных химических реакций окислительно-восстановительного типа, приводящих к перераспределению внешних электронов между атомами взаимодействующих молекул. Окислителями могут быть самые различные вещества: хлор, бром, сера, кислород, кислородсодержащие вещества и т.д. Чаще всего приходится иметь дело с горением в атмосфере воздуха, при этом окислителем является кислород. Известно, что воздух представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются азот 78%, кислород 21% и аргон 1%. Азот и кислород в горении практически участия не принимают. Для простоты расчетов принимают, что воздух состоит из кислорода (21%) и азота (79%), т.е. на один объем кислорода в воздухе приходится 79/21 = 3,76 объема азота, или на каждую молекулу кислорода приходится 3,76 молекулы азота. Это соотношение необходимо учитывать при проведении расчетов по определению объема продуктов горения, объема воздуха необходимого для горения.

Возникшее горение может быть полным или неполным При полном горении образуются продукты не способные к дальнейшему окислению: С0₂, Н₂0, S0₂, Р₂0₃ и др. Это продукты полного горения. При неполном горении наряду с продуктами полного горения образуются продукты способные к дальнейшему окислению - СО, NH₃, HCN, С и т.д. Их называют продуктами неполного горения.

Горение может быть пламенным и беспламенным. С образованием пламени горят газы, жидкости и твердые вещества, которые при разложении образуют горючие пары и газы. Если горючее вещество не образует в процессе нагревания горючих паров и газов, оно горит без образования пламени (тлеет). Без образования пламени горит антрацит, уголь и другие вещества. Горение может быть диффузионным и кинетическим При диффузионном горении скорость горения определяется скоростью физического процесса - диффузии (смешения горючего вещества с окислителем). Диффузионное горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении горючее вещество и окислитель находятся в одинаковом агрегатном состоянии. Это горение газов, паров жидкостей, парогазообразных продуктов разложения твердых веществ. При гетерогенном горении горючее вещество и окислитель находятся в различных агрегатных состояниях. Например, горение антрацита, титана и т.д. При кинетическом горении горючая смесь (горючий газ +воздух, пары горючей жидкости + воздух, горючая пыль + воздух) готовится или образуется до

появления источника зажигания. Скорость горения готовой смеси практически

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ

зависит только от скорости химической реакции между горючим веществом и кислородом воздуха. Горение носит взрывной характер. Если при кинетиче ском горении скорость перемещения фронта пламени равна или меньше скорости звука (340 м/с), то горение (взрыв) называют дефлаграционным. Если же скорость перемещения фронта пламени будет выше звуковой, то горение (взрыв) называют детонационным. При детонационном взрыве скорость перемещения пламени составляет:

для водорода - 1770м/с;

метана - 1750м/с;

пропана- 1850м/с

ацетилена- 1990м/с

метанола - 1800м/с

При детонационном и дефлаграционном взрыве создается воз­ душная ударная волна, способная производить разрушения окружающих строений, подвижного состава, наносить травмы человеку, иногда несовместимые с жизнью.

Скорость выгорания

 Скорость выгорания - количество жидкости, сгорающей в единицу времени с единицы площади. Скорость выгорания характеризует интенсивность горения жидкости. Значение скорости выгорания следует применять при расчетных определениях продолжительности горения жидкости в резервуарах, интенсивности тепловыделения и температурного режима пожара, интенсивности подачи огнетушащих веществ. Сущность метода определения скорости выгорания заключается в зажигании образца жидкости в реакционном сосуде, фиксировании потери массы образца за определенный промежуток времени и математической обработке экспериментальных данных. Скорость выгорания смеси, а следовательно и величина давления при взрыве, зависят от ее состава. Максимальная скорость выгорания наблюдается у стехиометрических смесей. Стехиометрической смесью называется смесь, в которой соотношение между горючим веществом (твердым, жидким или газообразным) и окислителем соответствует уравнению реакции горения.

Различают нормальную, или линейную, и (м/с) и массовую и* [кг/(м2•с)] скорости горения.

Список использованной литературы

1. Теория горения и взрыва: методические указания к выполнению курсовой работы.-Ростов-н/д:Издательский центр ДГТ, 20011.-23с.

2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ

Горение. Физические и химические аспекты, моделирование, эксперименты, образование загрязняющих веществ. Ю. Барнатс, У. Маас, Диббл

3. Расчет параметров горения и взрыва: учебн.-метод.пособие. Ю.В. Коваленко, В. В. Романов, А. И.Озерский – Ростов-на-Дону, Издательский центр ДГТУ, 2012-48с

4. Процессы горения и взрыва А.Я. Корольченко. Москва, издательство «ПОЖНАУКА» 2007г.

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

Факультет Безопасности жизнедеятельности и инженерная экология

Кафедра Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

Зав. кафедрой «БЖ и ЗОС»

____________ Б.Ч.Месхи

        (подпись)     

«___» _____________ 2017г.

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту (работе) по дисциплине Теория горения и взрыва

 

на тему:   Определение скоростей горения смеси ГМ с окислителем

 

Автор проекта (работы) _____________________ Адамовский Александр Сергеевич

подпись

 

Направление/специальность, профиль/специализация:

20.05.01. Пожарная Безопасность профиль Безопасность жизнедеятельности

код направления

 

Обозначение курсового проекта (работы) ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ Группа БПБ-32

Руководитель проекта __________________    доцент   Дымникова Ольга Валентиновна.

Подпись

 

Проект (работа) защищен (а) ______________ ______________ ______________

дата                 оценка                        подпись

 

                                                                      Ростов-на-Дону

                                                                               2017

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ДГТУ)

Факультет Безопасности жизнедеятельности и инженерная экология

Кафедра Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды

Зав. кафедрой «БЖ и ЗОС»

____________ Б.Ч.Месхи

        (подпись)     

«___» _____________ 2017г.

 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект (работу)

 

Студент Адамовский Александр Сергеевич Код 1403907 Группа БПБ-32

 

Тема Определение скоростей горения смеси ГМ с окислителем

                                                                                                                                                                          

Срок представления проекта (работы) к защите «__» _________ 2017 г.

Исходные данные для курсового проекта (работы):

1. Задание преподавателя.

2. Определить расчетные параметры пожарной опасности при заданных условиях:

Дизельное топливо L

Температура 28⁰С; Давление 92000 Па; α=1,7

G= 0.37 г/м^3, =441м³

 

 

Руководитель проекта (работы) ____________   _ доцент   Дымникова Ольга Валентиновна

подпись, дата                                                                        Ф.И.О.

 

Задание принял к исполнению   ___________________ __________________________

                                                                                                   подпись, дата                                                                  Ф. И.О.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

20.05.010710000.000 ПЗ

Разраб.

Адамовсский

Провер.

Дымникова

Реценз

Н. Контр.

Утверд.

Лит.

Листов

21

Оглавление

1.Теоретическая часть. 4

1.1. Основные положения. 4

1.2.Скорость выгорания. 5

1.3.Индекс распространения пламени. 5

1.4.Нормальная скорость распространения пламени.. 6

1.Расчет объема воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг горючего вещества: 14

2.Расчет объема и процентного состава продуктов горения 1 кг ДТ. 14

3.Расчет теплоты сгорания по формуле Менделеева: 15

4.Расчет плотности паров бензина по отношению к плотности воздуха: 15

5.Расчет концентрации насыщенных паров ДТ: 15

6.Расчет стехиометрической концентрации паров бензина в смеси с воздухом: 16

7.Расчет концентрационных п ределов распространения пламени паров ДТ: 16

8.Расчет времени образования минимальной взрывоопасной концентрации паров ДТ: 17

9.Расчет температуры горения: 17

10.Расчет температурных пределов распространения пламени ДТ: 18

11.Расчет температуры вспышки: 19

12.Расчет давления при взрыве паров ДТ: 19

Выводы: 20

Список использованной литературы.. 21

 

 

Теоретическая часть

Основные положения

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ

Горением называют физико-химический процесс, протекающий с выделением тепла и сопровождающийся свечением. По этим признакам горение можно отличить от других явлений, например, от коррозии металлов, гашения извести и других химических реакций, сопровождающихся выделением тепла. Процесс горения состоит из элементарных химических реакций окислительно-восстановительного типа, приводящих к перераспределению внешних электронов между атомами взаимодействующих молекул. Окислителями могут быть самые различные вещества: хлор, бром, сера, кислород, кислородсодержащие вещества и т.д. Чаще всего приходится иметь дело с горением в атмосфере воздуха, при этом окислителем является кислород. Известно, что воздух представляет собой смесь газов, основными компонентами которого являются азот 78%, кислород 21% и аргон 1%. Азот и кислород в горении практически участия не принимают. Для простоты расчетов принимают, что воздух состоит из кислорода (21%) и азота (79%), т.е. на один объем кислорода в воздухе приходится 79/21 = 3,76 объема азота, или на каждую молекулу кислорода приходится 3,76 молекулы азота. Это соотношение необходимо учитывать при проведении расчетов по определению объема продуктов горения, объема воздуха необходимого для горения.

Возникшее горение может быть полным или неполным При полном горении образуются продукты не способные к дальнейшему окислению: С0₂, Н₂0, S0₂, Р₂0₃ и др. Это продукты полного горения. При неполном горении наряду с продуктами полного горения образуются продукты способные к дальнейшему окислению - СО, NH₃, HCN, С и т.д. Их называют продуктами неполного горения.

Горение может быть пламенным и беспламенным. С образованием пламени горят газы, жидкости и твердые вещества, которые при разложении образуют горючие пары и газы. Если горючее вещество не образует в процессе нагревания горючих паров и газов, оно горит без образования пламени (тлеет). Без образования пламени горит антрацит, уголь и другие вещества. Горение может быть диффузионным и кинетическим При диффузионном горении скорость горения определяется скоростью физического процесса - диффузии (смешения горючего вещества с окислителем). Диффузионное горение может быть гомогенным и гетерогенным. При гомогенном горении горючее вещество и окислитель находятся в одинаковом агрегатном состоянии. Это горение газов, паров жидкостей, парогазообразных продуктов разложения твердых веществ. При гетерогенном горении горючее вещество и окислитель находятся в различных агрегатных состояниях. Например, горение антрацита, титана и т.д. При кинетическом горении горючая смесь (горючий газ +воздух, пары горючей жидкости + воздух, горючая пыль + воздух) готовится или образуется до

появления источника зажигания. Скорость горения готовой смеси практически

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ

зависит только от скорости химической реакции между горючим веществом и кислородом воздуха. Горение носит взрывной характер. Если при кинетиче ском горении скорость перемещения фронта пламени равна или меньше скорости звука (340 м/с), то горение (взрыв) называют дефлаграционным. Если же скорость перемещения фронта пламени будет выше звуковой, то горение (взрыв) называют детонационным. При детонационном взрыве скорость перемещения пламени составляет:

для водорода - 1770м/с;

метана - 1750м/с;

пропана- 1850м/с

ацетилена- 1990м/с

метанола - 1800м/с

При детонационном и дефлаграционном взрыве создается воз­ душная ударная волна, способная производить разрушения окружающих строений, подвижного состава, наносить травмы человеку, иногда несовместимые с жизнью.

Скорость выгорания

 Скорость выгорания - количество жидкости, сгорающей в единицу времени с единицы площади. Скорость выгорания характеризует интенсивность горения жидкости. Значение скорости выгорания следует применять при расчетных определениях продолжительности горения жидкости в резервуарах, интенсивности тепловыделения и температурного режима пожара, интенсивности подачи огнетушащих веществ. Сущность метода определения скорости выгорания заключается в зажигании образца жидкости в реакционном сосуде, фиксировании потери массы образца за определенный промежуток времени и математической обработке экспериментальных данных. Скорость выгорания смеси, а следовательно и величина давления при взрыве, зависят от ее состава. Максимальная скорость выгорания наблюдается у стехиометрических смесей. Стехиометрической смесью называется смесь, в которой соотношение между горючим веществом (твердым, жидким или газообразным) и окислителем соответствует уравнению реакции горения.

Различают нормальную, или линейную, и (м/с) и массовую и* [кг/(м2•с)] скорости горения.

Индекс распространения пламени

Индекс распространения пламени - условный безразмерный показатель, характеризующий способность веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло. Значение индекса распространения пламени следует применять для классификации материалов: не распространяющие пламя по поверхности - индекс распространения пламени равен 0; медленно распространяющие пламя по поверхности - индекс распространения пламени св. 0 до 20 включ.; быстро распространяющие пламя по поверхности - индекс распространения пламени.

 Сущность метода определения индекса распространения пламени заключается в оценке способности материала воспламеняться, выделять тепло и распространять пламя по поверхности при воздействии внешнего теплового

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

ТГиВ 20.05.01.070000.000 ПЗ

потока.