Задание для самостоятельной работы 4

Рассчитать требуемый расход воздуха при горении в помещении вещества декан в емкости диаметром d=1.5 м, если удельная массовая скорость выгорания v _м^уд 0.013кг/(м²·с). Температура окружающей среды t=0 °С, атмосферное давление нормальное (101325 Па)

Решение.

Требуемый расход воздуха

G _в⁰ = v _м^уд S _п V _в⁰ρ _в,

где v _м^уд – удельная массовая скорость выгорания, кг/(м²·с);

S _п – площадь пожара, м²;

V _в⁰ – теоретический объём воздуха, необходимый для горения, м³/кг;

ρ _в – плотность воздуха, кг/м³.

Площадь емкости составляет

S _п = π r ² = 3, 14(1, 5/2)² = 1.7м².

Состав воздуха условно принимают постоянным, содержащим 21 % по объему кислорода и 79 % азота (в вес. процентах соответственно 23 % кислорода и 77 %% азота), т.е. на один объем кислорода приходится 3, 76 объема азота. Или на 1 моль кислорода 3, 76 моля азота.

Уравнение реакции горения декана запишется так

2C₁₀H₂₂ + 31O₂+ 3, 76N₂ 20CO₂ + 22H₂O+ 3, 76N₂

Теоретическое количество воздуха находится по формуле

м³/кг,

n_О2, n_N2, n_г – количество кислорода, азота и горючего, получаемого из уравнения химической реакции горения, кмоль;

М _г - молекулярная масса горючего;

V ₀ – объем 1 кмоля газа при нормальных условиях (22, 4 м³).

м³/кг.

Плотность воздуха для данных условий составит

кг/м³.

Требуемый расход воздуха равен

G _в⁰ = 0, 1·5.4·1.7·1, 29 = 1.18 кг/с.