К P= 105 кПа M(C4Н10O2) = 4*12 + 10*1 + 2*16 = 90 кг

К P= 105 кПа
M(C4Н10O2) = 4*12 + 10*1 + 2*16 = 90 кг/кмоль

Определяем удельный теоретический объем воздуха Vв0 и удельный теоретический объем продуктов сгорания VПС0

Определяем удельные действительные объемы воздуха Vв и продуктов сгорания VПС при заданных условиях

Vв= Vв0·
Vв= 6,89 * 1,4 = 9,65 м3/кг

VПС = V0ПС + Vвo
VПС= 7,81 + (1,4-1)*6,89 = 10,57 м3/кг

ОТВЕТ: для полного сгорания 1 кг горючего вещества требуется 6,89 м3/кг воздуха. Объем продуктов сгорания составит 7,81 м3/кг. При сгорании и заданных условиях ( T, P, ) будет использовано 9,65 м3/кг воздуха, при этом образуется 10,57 м3/кг продуктов сгорания. Содержание в продуктах сгорания CO2 – 9,96 % , H2O — 12,45 %, O2 – 5,48% N2 -72,11%

5) Молярная, массовая и объемная теплота сгорания вещества

Определить высшую и низшую молярную, массовую и объемную теплоту сгорания бутандиол-2,3 С4Н10O2 , если стандартная теплота его образования составляет

Составляем уравнение реакции горения бутандиол-2,3

С4Н10O2 + 5,5(О2 + 3,76N2) => 4СО2 + 5Н2О + 5,53,76N2

По закону Гесса определяем молярную высшую и низшую теплоту сгорания бутандиола-2,3 по формуле:

Qв = | 4*(-393,8) + 5(-285,8) – (-445,5) | = 2558,7 кДж/моль

Qн = | 4*(-393,8) + 5(-241,8) – (-445,5) | = 2338,7 кДж/моль

Рассчитываем молярную массу горючего вещества M
M(C4Н10O2) = 4*12 + 10*1 + 2*16 = 90 кг/кмоль

Переводим молярную теплоту сгорания в массовую по формуле:

Переводим молярную теплоту сгорания в объемную по формуле:

ОТВЕТ: бутандиол-2,3 имеет следующие теплоты сгорания
Молярную Qв = 2558,7 кДж/моль Qн = 2338,7 кДж/моль
Массовую Qв/ = 28430 кДж/кг Qн / = 25985,56 кДж/кг
Объемную Qв// = 104864,75 кДж/м3 Qн// = 95848,36 кДж/м3

Температура сгорания вещества при данных условиях
Определить адиабатическую температуру горения бутандиола-2,3 С4Н10O2 , если стандартная теплота его образования составляет , а горение осуществляется с избытком воздуха = 1,4

Составляем уравнение реакции горения бутандиола-2,3

С4Н10O2 + 5,5(О2 + 3,76N2) => 4СО2 + 5Н2О + 5,53,76N2

Определяем удельное действительное количество молей продуктов сгорания :
nПС= 4 + 5+ 5,5*3,76 + (1,4-1)*4,76 * 5,5 = 40,16 моль/моль
3) По закону Гесса определяем молярную низшую теплоту сгорания горючего по формуле:

Qн = | 4*(-393,8) + 5(-241,8) – (-445,5) | = 2338,7 кДж/моль

Определяем среднюю энтальпию продуктов сгорания по формуле:

Так как в воздухе больше азота , ориентируемся на энтальпию азота ( приложение 1) и получаем, что T1= 1800 К
Определяем теплосодержание продуктов сгорания при температуре T1 по формуле:

Используем для расчета табличные данные:
Приложение 1.

QT1ПС = 4*88,7 + 5*72,82 + 5,5*3,76 *57,65 + (1,4-1)*5,5*4,76 *58,2= 2520,57 кДж/моль

У нас получилось, что теплосодержание продуктов сгорания при температуре T1 =1800 К оказалось выше низшей теплоты сгорания, принимаем T2 = 1600К

QT2ПС = 4*76.87 + 5*62,97 + 5,5*3,76 *50.58 + (1,4-1)*5.5*4,76 *51.05 = 2202.92 кДж/моль
Теплосодержание продуктов сгорания при температуре T2 ниже низшей теплоты сгорания горючего вещества, значит, температура горения находится в пределах 1600 -1800К
Определяем адиабатическую температуру горения методом линейной интерполяцией по формуле:
, К

ОТВЕТ: адиабатическая температура горения бутандиола -2,3 при данных условиях составляет 1685,49 К

7) максимальное давление и температура взрыва.

Определить максимальное давление при взрыве паров бутандиола-2,3, если начальная температура смеси 320С(299 К) , а давление 105 кПа. если стандартная теплота его образования составляет

Записываем реакцию горения бутандиола-2,3

С4Н10O2 + 5,5(О2 + 3,76N2) => 4СО2 + 5Н2О + 5,53,76N2

Определяем теоретическое число молей продуктов сгорания:
nПС0 = 4 + 5 + 5,5· 3,76 = 29,68 моль/моль

Определяем теоретическое число молей исходной смеси:
nИС0 = 1 + 5,5· 4,76 = 27,18 моль/моль
∆n = 29.68 -27.18= 2.5

По закону Гесса определяем молярную низшую теплоту сгорания горючего по формуле:

Qн = | 4*(-393,8) + 5(-241,8) – (-445,5) | = 2338,7 кДж/моль

Определяем энергию взрыва горючей смеси по формуле:

Qвзр = 2338.7+ 8,314*10-3 *299 *2.5 = 2344.9 кДж/моль
Определяем среднее теплосодержание продуктов взрыва Qср по формуле:

Ориентируясь на внутреннюю энергию азота, определяем температуру взрыва в первом приближении ( приложение 2) T1 = 3000 К

Определяем внутреннюю энергию продуктов взрыва при T1=3000К по формуле:

QT1ПВ = 4* 137,72 + 5*113,18 + 5,5*3,76 * 76,92 = 4084,7 кДж/моль
У нас получилось, что внутренняя энергия продуктов взрыва при температуре T1 =3000 К оказалось выше энергии взрыва горючей смеси, принимаем T2 = 2800К

Определяем внутреннюю энергию продуктов взрыва при втором приближении, исходя из того, что T2=2800 К

QT2ПВ = 4* 126,94 + 5*103,46 + 5,5*3,76 * 71,15= 3765,84 кДж/моль
QT2ПВ > Qвзр , значит берем следующую температуру, при третьем приближении , T3= 2600 К

Определяем внутреннюю энергию продуктов взрыва при температуре взрыва T3=2600К

QT3ПВ = 4* 116,19 + 5*93,95+ 5,5*3,76 * 65,44 = 2287,8 кДж/моль

QT3ПВ < Qвзр , значит температура взрыва находится в пределах 2600-2800К

Определяем температуру взрыва методом линейной интерполяцией

Определяем максимальное давление взрыва по формуле:

Ответ: При взрыве бутандиола-2,3 температура горения будет составлять 2607,7 К, а давление продуктов сгорания будет 999,98 кПа

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

восемнадцать − 11 =

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector