2010年安全工程师《安全生产技术》重点预习(18).docx

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1、安全生产技术精讲班第18讲讲义爆炸温度计算【大纲考试内容要求】：1 .了解爆炸温度和压力的计算；【教材内容】：2 .爆炸温度计算D根据反应热计算爆炸温度理论上的爆炸最高温度可根据反应热计算。例求乙醛与空气的混合物的爆炸温度。解(1)先列出乙醛在空气中燃烧的反应方程式：CHIOO+602-4C02+5H式中，氮的摩尔数是按空气中：。尸79：21的比例确定的，即60?对应的Nz应为:6X79/21=22.6(2)计算燃烧各产物的热容。气体平均摩尔定容热容计算式见表2-5o表2-5气体平均摩尔定容热容计算式气体热容/(4186.8J/(kmo1)单原子气体(Ar、He、金属蒸气等)t双原子气体(N2

2、、0八H2、CO、No等)tCo2、SO2tH2OsH2St所有口原子气体(N及其他)所有五原于气体(CH,及其他)t根据表中所列计算式，燃烧产物各组分的热容为：4186.8J(kmo1eC)H2)CO2C)燃烧产物的热容为：XC)=(454+0.042t)103J/(kmo1C)5(4.0+0.00215t)4186,8J(kmo1C)=(83.7+0.045t)103J(kmo1)4(9.0+0.00058t)4186.8J(kmo1C)=E(150.7+0.0097t)IO3J/(kmoi)103J/(kmo1C)o这里的热容是定容热容,符合于密闭容器中爆炸情况。(3)求爆炸最高温度。1

3、06109Jkmo1o因为爆炸速度极快，是在近乎绝热情况下进行的，所以全部燃烧热可近似地看作用于提高燃烧产物的温度，也就是等于燃烧产物热容与温度的乘积，即：IO9X103t解上式得爆炸最高温度t=2826Co上面计算是将原始温度视为0。爆炸最高温度非常高，虽然与实际值有若干度的误差，但对计算结果的准确性并无显著的影响。根据燃烧反应方程式与气体的内能计算爆炸温度2)根据燃烧反应方程式与气体的内能计算爆炸温度可燃气体或蒸气的爆炸温度可利用能量守恒的规律估算，即根据爆炸后各生成物内能之和与爆炸前各种物质内能及物质的燃烧热的总和相等的规律进行计算。用公式表达为：u2=Q+uI(2-6)式中EU2一一燃

4、烧后产物的内能之总和；U1一一燃烧前物质的内能之总和；Q一一燃烧物质的燃烧热之总和。例已知一氧化碳在空气中的浓度为20%,求Co与空气混合物的爆炸温度。爆炸混合物的最初温度为3()()Ko解通常空气中氧占21%,氮占79%,所以混合物中氧和氮分别占=16.8%21100-20X100100氮-F-TVKH2O2N2COCO2H2O2003007494.374006008001000140018002000220024002600280030003200U1燃烧后各生成物内能之和应为：说明爆炸温度高于2400K,于是再假定爆炸温度为2600K,则内能之和应为；u2”值又大于ZU2值，因相差不太大

5、，所以准确的爆炸温度可用内插法求得:以摄氏温度表示为：t=(T273)=(2412273)=2139爆炸压力的计算3 .爆炸压力的计算可燃性混合物爆炸产生的压力与初始压力、初始温度、浓度、组分以及容器的形状、大小等因素有关。爆炸时产生的最大压力可按压力与温度及摩尔数成正比的规律确定，根据这个规律有下PTn=(2-7)列关系式：POT0m式中P、T和n一爆炸后的最大压力、最高温度和气体摩尔数；Po、TO和In一爆炸前的初始压力、初始温度和气体摩尔数。由此可以得出爆P=XPO(28)炸压力计算公式：m例设P。=0.IMPa.To=27C,T=2411K,求一氧化碳与空气混合物的最大爆炸压力。解当可燃物质的浓度等于或稍高于完全反应的浓度时，爆炸产生的压力最大，所以计算时应采用完全反应的浓度。先按一氧化碳的燃烧反应式计算爆炸前后的气24115.76X0.1P=0.69体摩尔数：2C0+O22=2C022300X6.67以上计算的爆炸温度与压力都没有考虑热损失，是按理论的空气量计算的，所得的数值都是最大值。