Метод расчета максимального давления взрыва

ГАЗО- И ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Метод расчета максимального давления взрыва газо- и паровоздушных смесей распространяется на вещества, состоящие из атомов С, Н, О, N, S, F, Cl, Вг, Р, Si.

1. Максимальное давление взрыва р _max без учета степени диссоциации продуктов горения в кПа вычисляют по формуле

 

, (92)

 

где р н	— начальное давление, при котором находится исходная смесь, кПа;
Т ад(V)	— адиабатическая температура горения стехиометрической смеси горючего с воздухом при постоянном объеме, К;
	— сумма числа молей конечных продуктов горения;
Т н	— температура исходной смеси, К;
	— сумма числа молей газообразных исходных веществ.

2. Если для горючего вещества неизвестна адиабатическая температура горения стехиометрической смеси, то ее вычисляют по формуле

 

, (93)

 

где — абсолютная энтальпия горючего, кДж·моль^-1. Вычисляют по формуле

 

, (94)

 

— стандартная теплота образования горючего вещества, кДж·моль^-1;

— абсолютная энтальпия простых веществ и продуктов их горения, значения которых приведены в табл. 30—32;

	— абсолютная энтальпия галогена, кДж·моль-1. Если в молекуле горючего вещества несколько галогенов, то выражение заменяют на ();
R	— универсальная газовая постоянная, Дж×моль-1·К-1;
T °, Т'	— соответственно начальная температура исходной горючей смеси и температура горения, К;
	— абсолютные энтальпии продуктов горения, значения которых приведены в табл. 31 и 32.

Задача вычисления адиабатической температуры горения сводится к нахождению такой температуры (Т'), при которой наблюдается равенство внутренних энергий исходных веществ и продуктов их горения.

 

Таблица 30

 

Вещество	Абсолютная энтальпия при 298,15 К, кДж·моль-1
Вr2 (жидкость)	—21,159
С (газ)	1108,235
H2O (жидкость)	—34,071
Р (тв., белый)	719,625
S (ромб.)	298,460
S2 (газ)	725,954
Si	906,514

 

3. Значение без учета степени диссоциации продуктов горения вычисляют по формуле

 

, (95)

 

где m _C, m _S, m _X, m _H, m _N, m _Р — число атомов углерода, серы, галоида, водорода, азота, фосфора в молекуле горючего вещества.

Значение вычисляют по формуле

 

, (96)

 

где b — стехиометрический коэффициент кислорода, вычисляемый по формуле (36).

Относительная среднеквадратическая погрешность расчета по формуле (92) составляет 30 %.

 

Таблица 31

 

T, К	Абсолютные энтальпии простых веществ и продуктов их горения, кДж·моль-1
	Воздух	CO2	СО	О2	О	Н2О	ОН	Н2	Н	N2	NO	Ar	С (графит)
			279,07		246,55		158,04	238,94	335,17		89,78		393,21
298,15	8,66	9,35	287,74	8,67	253,27	9,91	166,86	247,39	341,36	8,67	98,95	6,19	394,19
	11,64	13,36	290,71	11,69	255,48	13,36	169,88	250,37	343,47	11,64	101,99	8,30	395,21
	17,62	22,25	296,67	17,91	259,73	20,41	175,78	256,22	347,63	17,56	108,09	12,46	398,14
	23,86	32,14	302,90	24,49	263,93	27,93	181,72	262,11	351,79	23,71	114,48	16,61	401,87
	30,36	42,72	309,40	31,36	268,12	35,94	187,76	268,09	355,94	30,13	121,15	20,77	406,02
	37,09	53,77	316,14	38,41	272,29	44,48	193,98	274,21	360,09	36,78	128,02	24,92	410,45
	44,00	65,19	323,04	45,60	276,46	53,51	200,39	280,49	364,24	43,61	135,04	29,08	415,09
	51,05	76,87	330,08	52,91	280,63	62,97	206,99	286,95	368,40	50,58	142,17	33,23	419,90
	58,20	88,70	337,21	60,31	284,79	72,82	213,72	293,57	372,55	57,65	149,39	37,38	424,83
	65,44	100,71	344,42	67,81	288,96	83,02	220,60	300,36	376,70	64,81	156,66	41,54	429,85
	72,76	112,82	351,69	75,41	293,11	93,41	227,60	306,99	380,86	71,97	163,98	45,69	434,53
	80,14	125,04	359,01	83,10	297,28	104,14	234,71	314,03	385,01	79,26	171,35	49,85	439,69
	86,58	137,32	366,37	90,88	301,44	115,08	241,91	321,19	389,16	86,57	178,75	54,00	444,92
	95,06	149,69	373,77	98,74	305,61	126,22	249,22	328,46	393,32	93,91	186,17	58,15	450,20
	102,60	162,10	381,18	106,69	309,79	137,56	256,56	335,82	397,47	101,30	193,62	62,307	455,54
	110,17	174,55	388,64	114,72	313,98	149,05	263,99	343,27	401,62	108,71	201,08	66,46	460,93
	117,77	187,06	396,10	122,82	318,18	160,69	271,49	350,81	405,77	116,14	208,57	70,60	466,37
	125,41	199,61	403,60	130,98	322,39	172,47	279,04	358,44	409,93	123,61	216,08	74,77	471,86
	133,08	212,19	411,10	139,22	326,62	184,37	286,65	366,13	414,08	131,08	223,60	78,92	477,41
	140,78	224,81	418,63	147,51	330,87	196,42	294,30	373,90	418,23	138,58	231,13	83,08	483,00

 

 

Таблица 32

 

Т, К	Абсолютные энтальпии простых веществ и продуктов их горения, кДж·моль-1
	HF	CF4	F2	F	НСl	Сl2	Сl	HBr	Br2	Вг	P4O10	Р (газ)	SO2	SiO2
		75,04	298,14	226,25	27,35		119,33	67,90		94,93		1030,6	64,06
298,15	8,60	87,77	306,97	232,76	35,99	9,18	125,59	76,55	9,73	101,14	30,17	1036,8	44,61	6,93
	11,56	94,60	310,25	235,06	38,96	12,71	127,85	79,53	13,43	103,25	51,69	1038,9	78,86	11,97
	17,40	110,70	317,11	239,48	44,83	19,92	132,38	85,42	20,84	107,41	102,52	1043,1	88,15	23,85
	23,28	128,93	324,29	243,80	50,82	27,30	136,92	91,52	28,33	111,59	159,64	1047,2	98,33	37,57
	29,25	148,32	331,67	248,07	57,04	34,78	141,39	97,86	35,86	115,82	220,03	1051,4	109,04	52,61
	35,36	168,37	339,18	252,30	63,48	42,32	145,80	104,45	43,43	120,13	282,27	1055,5	120,08	66,97
	41,63	188,84	346,82	256,52	70,12	49,91	150,17	111,23	51,02	124,51	345,66	1059,7	131,35	81,26
	48,08	209,58	354,54	260,72	76,94	57,54	154,49	118,19	58,65	128,96	409,78	1063,9	142,77	95,99
	54,70	230,49	362,38	264,91	83,90	65,21	158,79	125,27	66,30	133,45	474,42	1068,0	154,31	111,29
	61,45	251,56	370,35	269,10	90,99	72,93	163,06	132,48	73,98	137,98	539,42	1072,3	165,95	126,59
	68,27	272,46	378,05	273,27	98,08	80,62	167,32	139,64	81,61	142,52	604,11	1076,49	177,55	154,34
	75,26	293,67	386,25	277,45	105,34	88,43	171,56	147,00	89,37	147,08	669,52	1080,81	189,27	174,42
	82,32	314,95	394,55	281,62	112,67	96,30	175,78	154,45	97,16	151,63	735,08	1085,23	201,21	194,50
	89,48	336,25	402,92	285,79	120,09	104,21	180,01	161,74	105,02	156,16	800,76	1089,75	213,16	214,59
	96,74	357,59	411,38	289,96	127,64	112,21	184,22	169,49	112,96	160,71	866,57	1094,38	225,15	234,67
	104,04	378,99	419,91	294,12	135,06	120,26	188,42	177,08	121,00	165,23	932,45	1099,14	237,24	254,75
	111,40	400,39	428,44	298,28	142,62	128,37	192,62	184,75	129,16	169,74	998,40	1104,04	249,36	274,83
	118,84	421,81	436,93	302,44	150,24	136,59	196,82	192,44	137,44	174,23	1064,38	1109,06	261,59	294,92
	126,33	445,00	445,46	306,61	157,90	144,81	201,01	200,20	145,88	178,71	1130,42	1114,21	273,89	315,00
	133,85	464,73	453,91	310,77	165,60	153,14	205,20	207,99	154,46	183,17	1196,50	1119,50	286,20	335,00

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

(рекомендуемое)

 

МЕТОДЫ РАСЧЕТА СКОРОСТИ НАРАСТАНИЯ ДАВЛЕНИЯ