燃燒與爆炸試卷（含答案）

2023年工程碩士《燃燒與爆炸災(zāi)難及其防治》試卷〔無錫班〕工程領(lǐng)域： 安全工程 姓名： 魏旭東 一、填空題〔每空1分，共15分〕由泄漏口釋放到非受限空間〔自由空間并馬上被點燃，就會形成 噴射 火災(zāi)。陰燃的構(gòu)造包括 熱解區(qū) 、 碳化區(qū) 和剩余灰/炭三局部。BLEVE是指 沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸 。一種特別的燃燒形式，但爆炸又不同于燃燒，其主要區(qū)分在于爆炸的 能量的釋放速度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于燃燒。謝苗諾夫熱自燃理論適用于解釋 預(yù)混氣體 的熱自燃過程。在經(jīng)審查批準(zhǔn)可以在禁火區(qū)動火后，動火前必需進(jìn)展動火分析，一般不要早于動火前 30 分鐘。化工企業(yè)的動火標(biāo)準(zhǔn)是，爆炸下限小于 的，動火地點可燃物濃度小于 0.2% 為合格，爆炸下限大于4%的，則現(xiàn)場可燃物含量小于 0.5% 為合格。滅火劑要具有 低 的導(dǎo)熱系數(shù)和 高 的熱容。雖已到達(dá)理論上的自燃點，但并不馬上著火，而要經(jīng)過假設(shè)干時間才會消滅火焰，這段時間稱為 誘導(dǎo)期 。表中的可燃性區(qū)域與氧氣軸的交點所對應(yīng)的燃料氣的濃度代表可燃?xì)怏w在氧氣中的燃燒極限 。衡量爆炸強(qiáng)度強(qiáng)弱的指標(biāo)是 壓力上升速度〔dp/dt〕 。“三次方定律”的作用是 在一個有限空間內(nèi)，如建筑物或容器中爆炸所造成的后果。1．抑制法滅火的原理是什么？產(chǎn)生的游離基，形成穩(wěn)定分子或活性游離基，從而使燃燒反響終止。什么是燃燒的鏈鎖反響理論？并以氫氣在氧氣中的燃燒為例進(jìn)展說明。成，即鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止。氫氣在氧氣中的燃燒機(jī)理為：鏈的引發(fā)

H O2 H

2HOM2HM2HOH2

HHO2HO2鏈的傳遞 OH2

OHOHOHHO2

MHO2

MHO H2 2

HOHO22HH2鏈的終止 HOHHO2HHH2答：正常的火焰?zhèn)鞑サ奶攸c：燃燒后氣體壓力要削減或接近不變；燃燒后氣體密度要削減；〔即小于音速〕進(jìn)展傳播。爆轟的特點：燃燒后氣體壓力要增加；燃燒后氣體密度要增加；燃燒波以超音速進(jìn)展傳播。簡述火焰?zhèn)鞑サ臒崂碚摵图欣碚摗！?的熱量傳播到穎冷混氣中，使冷混氣溫度上升，化學(xué)反響加速的結(jié)果?！?〕火焰?zhèn)鞑サ募欣碚撜J(rèn)為但凡燃燒都屬于鏈?zhǔn)椒错?，火焰能在穎混氣中結(jié)果。解釋原油在燃燒過程中發(fā)生沸溢現(xiàn)象的緣由。〔1〕由于原油的沸程較寬，組分之間的比重相差較大，因此在燃燒時能形成2在原油內(nèi)部形成油包水，導(dǎo)致原油體積不斷膨脹，最終導(dǎo)致沸溢的發(fā)生。6．簡述陰燃向有焰燃燒轉(zhuǎn)變的本質(zhì)。時，假設(shè)有明火即可引燃；假設(shè)沒有明火，當(dāng)溫度連續(xù)上升時，可以自燃著火。這就完成了陰燃想有焰燃燒的轉(zhuǎn)變。粉塵爆炸的機(jī)理是什么？〔1度急劇上升。粒子加速熱分解或干餾，在粒子四周產(chǎn)生氣體。氣體與空氣混合，發(fā)生火焰面而燃燒。播。答：靜電火花引起火災(zāi)爆炸事故必需具備以下條件：要具備產(chǎn)生靜電的條件。要具備產(chǎn)生火花放電的電位。有能產(chǎn)生火花放電的條件；放電火花有足夠的能量；現(xiàn)場環(huán)境有易燃易爆混合物。5炸。三、計算題〔每題15分，共45分〕1．某混合物中各組分所占體積百分比以及燃燒極限如下表，試推斷假設(shè)存在引燃源，該混合氣能否爆炸？表1 混合氣體的組成及其燃燒極限物質(zhì)體積百分比，%LFL，%UFL，%乙烷0.81.17.5甲烷2.05.016乙烯0.52.736.0空氣96.7答：依據(jù)上表可知：LFL 1mix n y

0.24

1

10.3958

2.53%

LFLi

1.1 5.0 2.7UFL 1 1

1 13.46%mix n yi

0.24

0.15 0.0743UFLi

7.5 16 36.03.3%的可燃物質(zhì)，在該混合氣的燃燒極限內(nèi)，因此，假設(shè)在存在點燃源的狀況下，該混合氣可以發(fā)生爆炸。CO20%時爆炸的理論最高溫度與壓力。T0=300K，P0=0.1MPa，COQco=285.35kJ/mol。計算中需用到的氣體的局部熱力學(xué)能見下表。表2 氣體的熱力學(xué)能〔×4.18kJ·mol-1〕KO2N2COCO23001.4861.4891.4891.658220013.66412.85113.00422.655240015.10514.19514.35925.231260016.56515.54915.72227.798280018.04916.91317.09330.38220%時，燃燒反響方程式如下：0.2CO+0.168O2+0.632N2=0.2CO2+0.068O2+0.0632N2T0=300K，P0=0.1MPa時UCO=1.489kcal/mol，UO2=1.486kcal/mol，UN2=1.489kal/molU =(0.2×1.489+0.168×1.486+0.632×1.489)×4.184=6.228kJ反U =U +nQ =6.228+0.2×285.35=63.298kJCO產(chǎn) 反Tmax=2400KUCO=15.105kcal/mol，UO2=25.231kcal/mol，UN2=14.195kal/molU =(0.2×25.231+0.068×15.105+0.632×14.195)×4.184=62.946kJ反63.298>62.946，所以，Tmax>2400KTmax=2600KUCO=16.565kcal/mol，UO2=27.798kcal/mol，UN2=15.549kal/molU =(0.2×27.798+0.068×16.565+0.632×15.549)×4.184=69.09kJ反62.946<63.298<69.092400<Tmax<2600KT max

62.946T n

2415〔20068063〕nPmax=P0n

max 20 1

300〔02168

=0.723MPa100m31ppm的次數(shù)和所需要的氮氣數(shù)量。溫度為25℃，容器剛開頭是在四周環(huán)境條件下充20mmHg確實定壓力，隨后真空被純氮氣消退，直到答：依據(jù)題意得知：100m3=100×264gal=26400gal;溫度為〔℉〕=32+25℃×1.8=77℉；y0=0.21y0fy=1ppm=1×10-6f所需要的循環(huán)次數(shù)應(yīng)由如下方程計算：fy=yf

Pj0 LPHy ln j

Py L P0 H/0.21)j= =3.37j=3.3741ppm。同時，因低壓=〔20/760〕×14.7psia=0.3