安全生產(chǎn)_如何計(jì)算爆炸上限和下限

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Q燃燒物質(zhì)的燃燒熱之總和。例已知一氧化碳在空氣中的濃度為20，求CO與空氣混合物的爆炸溫度。爆炸混合物的最初溫度為300K。解通常空氣中氧占21，氮占79，所以混合物中氧和氮分別占由于氣體體積之比等于其摩爾數(shù)之比，所以將體積百分比換算成摩爾數(shù)，即l mol混合物中應(yīng)有0.2 mol一氧化碳、0.168mol氧和0.632 mol氮。從表26查得一氧化碳、氧、氮在300K時(shí)，其摩爾內(nèi)能分別為6238.33 Jmol、6238.33 Jmol和6238.33Jmol，混合物的摩爾內(nèi)能為：表26不同溫度下幾種氣體和蒸氣的摩爾內(nèi)能 JmolTKH2O2N2COCO2H2O2004061.24144.934144.934144.933006028.996238.336238.336238.336950.097494.374008122.398373.608289.868331.7310048.3210090.1960012309.1912937.2112602.2712631.5817333.3515114.3580016537.8617877.6417082.1417207.7525581.3521227.08100020850.2623069.2721855.1022064.4434541.10275496233996.8232029.0232405.8353591.0439439.66180039690.8645217.4442705.3643249.6474106.3657359.16200044798.7651288.3048273.8048859.9684573.3665732.76220048985.5657359.1654009.7254470.2795040.3674106.36240055265.7663220.6859452.5660143.38.3682898.64260060708.6069500.8865314.0865816.50.0491690.92280066570.1275362.4070756.927158300072012.9681642.676618.447744320077874.4888341.4882479.9683317.32.08.48u 1 = (0.26238.33+0.1686238.33+0.6326238.33)J= 6238.33J一氧化碳的燃燒熱為J，則0.2 mol一氧化碳的燃燒熱為：(O.2)J = 57124.8J燃燒后各生成物內(nèi)能之和應(yīng)為：u 2 = (6238.33+57124.8)J = 63363.13J從一氧化碳燃燒反應(yīng)式2CO+O2 = 2CO2可以看出，0.2 mol一氧化碳燃燒時(shí)生成0.2mol二氧化碳，消耗0.1mol氧。1mol混合物中，原有0.168mol氧，燃燒后應(yīng)剩下0.168-0.1= O.068 mol氧，氮的數(shù)量不發(fā)生變化，則燃燒產(chǎn)物的組成是：二氧化碳0.2 mol，氧0.068mol，氮0.632mol。假定爆炸溫度為2400K，由表26查得二氧化碳、氧和氨的摩爾內(nèi)能分別為.36Jmol、63220.68Jmol和59452.56Jmol，則燃燒產(chǎn)物的內(nèi)能為：u 2= (0.2.36 + 0.0683220.68+0.63259452.56)J=629745J說(shuō)明爆炸溫度高于2400K，于是再假定爆炸溫度為2600K，則內(nèi)能之和應(yīng)為；u 2”=(0.2.04+0.06869500.88+0.63285314.08)J=69383.17Ju 2”值又大于u 2值，因相差不太大，所以準(zhǔn)確的爆炸溫度可用內(nèi)插法求得：以攝氏溫度表示為： t=(T273)=(2412273) = 2139 3爆炸壓力的計(jì)算 可燃性混合物爆炸產(chǎn)生的壓力與初始?jí)毫?、初始溫度、濃度、組分以及容器的形狀、大小等因素有關(guān)。爆炸時(shí)產(chǎn)生的最大壓力可按壓力與溫度及摩爾數(shù)成正比的規(guī)律確定，根據(jù)這個(gè)規(guī)律有下列關(guān)系式：式中P、T和n爆炸后的最大壓力、最高溫度和氣體摩爾數(shù)； Po、To和m爆炸前的初始?jí)毫Α⒊跏紲囟群蜌怏w摩爾數(shù)。 由此可以得出爆炸壓力計(jì)算公式：例設(shè)Po = 01MPaTo=27，T=2411K，求一氧化碳與空氣混合物的最大爆炸壓力。解當(dāng)可燃物質(zhì)的濃度等于或稍高于完全反應(yīng)的濃度時(shí)，爆炸產(chǎn)生的壓力最大，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)采用完全反應(yīng)的濃度。先按一氧化碳的燃燒反應(yīng)式計(jì)算爆炸前后的氣體摩爾數(shù)： 2CO+O2+3.76N2=2C02+3.76N2 由此可得出m=6.76，n=5.76，代入式(28)，得： 24115.76 0.1P = = 0.69 3006.67以上計(jì)算的爆炸溫度與壓力都沒(méi)有考慮熱損失，是按理論的空氣量計(jì)算的，所得的數(shù)值都是最大值。爆炸上限和下限的計(jì)算，含有惰性氣體組成混合物爆炸極限計(jì)算(三)爆炸上限和下限的計(jì)算，含有惰性氣體組成混合物爆炸極限計(jì)算 1爆炸上限和下限的計(jì)算 (1)根據(jù)完全燃燒反應(yīng)所需氧原子數(shù)，估算碳?xì)浠衔锏谋ㄏ孪藓蜕舷蓿浣?jīng)驗(yàn)公式如下：式中L下 碳?xì)浠衔锏谋ㄏ孪蓿?L上碳?xì)浠衔锏谋ㄉ舷蓿?N每摩爾可燃?xì)怏w完全燃燒所需氧原子數(shù)。 例試求乙烷在空氣中的爆炸下限和上限。 解寫(xiě)出乙烷的燃燒反應(yīng)式，求出N值： C2H6+3.502 = 2C02+2H20 則N = 7。 將N值分別代入式(29)及式(210)，得；乙烷在空氣中的爆炸下限濃度為338，爆炸上限濃度為107。實(shí)驗(yàn)測(cè)得乙烷的爆炸下限為30，爆炸上限為125，對(duì)比上述估算結(jié)果，可知用此方法估算的爆炸上限值小于實(shí)驗(yàn)測(cè)得的值。(2)根據(jù)爆炸性混合氣體完全燃燒時(shí)摩爾分散，確定有機(jī)物的爆炸下限及上限。計(jì)算公式如下：式中X。為可燃?xì)怏w摩爾分?jǐn)?shù)，也就是完全燃燒時(shí)在混合氣體中該可燃?xì)怏w的含量。2多種可燃?xì)怏w組成的混合物的爆炸極限計(jì)算由多種可燃?xì)怏w組成爆炸性混合氣體的爆炸極限，可根據(jù)各組分的爆炸極限進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算公式如下：式中 Lm爆炸性混合氣的爆炸極限，；L1、L2、L3組成混合氣各組分的爆炸極限，；V1、V2、V3各組分在混合氣中的濃度，。 V1+ V2+ V3+ = 100例如，某種天然氣的組成如下：甲烷80，乙烷15，丙烷4，丁烷1。各組分相應(yīng)的爆炸下限分別為5，3.22，2.37和1.86，則天然氣的爆炸下限為；將各組分的爆炸上限代入式(2 13)，可求出天然氣的爆炸上限。式(2一13)用于煤氣、水煤氣、天然氣等混合氣爆炸極限的計(jì)算比較準(zhǔn)確，而對(duì)于氫與乙烯、氫與硫化氫、甲烷與硫化氫等混合氣及一些含二硫化碳的混合氣體，計(jì)算的誤差較大?！纠}】根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算乙烷在空氣中的爆炸下限和上限分別是（ ）。A3.38% 10.7% B5.38% 21.7% C10.7% 21.38% D3.0% 15.0% 【答案】A一、單選題: 1、 一氧化碳的燃燒反應(yīng)式是：2CO+O2+3.76N2=2C02+3.76N2設(shè)Po = 0.1MPaTo=27，T=2411K，則一氧化碳與空氣混合物的最大爆炸壓力是_ MPa。A0.43 B0.69 C0.75 D. 0.81 A B C D 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：b 本題分?jǐn)?shù)： 1.00 分，你答題的情況為 錯(cuò)誤 所以你的得分為 0 分 解析： - 2、 乙烷的燃燒反應(yīng)式是：C2H6+3.502 = 2C02+2H20按經(jīng)驗(yàn)公式： 100L下= 4.76 (N-1)+1 4100L上= 4.76 N+4則乙烷在空氣中的爆炸下限是_和上限是_ 。A3.38 % 10.7 % B4.92 % 5.67 %C5.86 % 9.64 %D. 2.16% 17.46 % A B C D 你的答案： 標(biāo)準(zhǔn)答案：a 本題分?jǐn)?shù)： 1.00 分，你答題的情況為 錯(cuò)誤 所以你的得分為 0 分 解