ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕНИЯ
Лекции.ИНФО


ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕНИЯ



 

Коэффициент горючести

 

Коэффициент горючести К является безразмерным коэффициентом и служит для определения горючести вещества. Рассчитанный коэффициент горючести может быть использован для приближенного вычисления температуры вспышки вещества, а также величины нижнего концентрационного коэффициента распространения пламени.

Коэффициент горючести рассчитывается по следующей формуле:

 

К = 4 n(C) + 4 n(S) + n(H) + n(N) – 2 n(O) – 2 n(Cl) – 3 n(F) – 5 n(Br), где (1.1)

 

n(C), n(S), n(H), n(N), n(O), 2 n(Cl), n(F), n(Br) – число атомов углерода, серы, водорода, азота, кислорода, хлора, фтора и брома в молекуле вещества.

Если коэффициент горючести К больше единицы (К ³ 1), то вещество является горючим; при значении К меньше единицы (К < 1) – вещество негорючее.

 

Расчет коэффициента горючести веществ Пример 1.1. Рассчитать коэффициент горючести анилина С6Н5NH2 и хлорной кислоты HClO4.

 

1. В молекуле анилина

n(C) = 6; n(Н) = 7; n(N) = 1;

 

К = 4 × 6 + 7 + 1 = 32 К > 1, следовательно, анилин – горючее вещество.

 

2. В молекуле хлорной кислоты

n(Н) = 1; n(Cl) = 1; n(О) = 4;

 

К = 1 2 × 4 2 × 1 = - 9 К < 1, хлорная кислота – негорючее вещество.

 

Характер свечения пламени

 

Характер свечения пламени при горении веществ зависит от процентного содержания элементов в веществе, главным образом, углерода, водорода, кислорода и азота.

Свечение пламени связано с наличием несгоревших раскаленных твердых частиц углерода С, а также трехатомных молекул.

Если в горючем веществе при термическом разложении углерод не образуется, то вещество горит бесцветным пламенем как, например, в случае горения водорода Н2.

При термическом разложении веществ с массовой долей углерода менее 50 % и содержащих в своем составе кислород (более 30 %) несгоревших частиц углерода образуется очень мало, и в момент образования они успевают окислиться до СО.

СН3ОН СО + 2Н2

Такие вещества имеют голубоватые пламена (пламя угарного газа СО, метанола СН3ОН и этанола С2Н5ОН).

При горении веществ, содержащих более 75 % углерода (ацетилен С2Н2, бензол С6Н6), в зоне горения образуется настолько много частиц С, что поступающего путем диффузии воздуха не хватает для полного окисления всего углерода.

С6Н6 6С + 3Н2

Не окислившийся в пламени углерод выделяется в виде копоти, и пламя при горении таких веществ будет ярким и коптящим.

Если кислород в веществе отсутствует или его содержание не превышает 30 %, но, в свою очередь, и массовая доля углерода не очень велика (менее 75 %), то при термическом разложении будет выделяться значительное количество частиц углерода, но при нормальном доступе воздуха в зону горения они успевают окислиться до СО2.

Возможная реакция при термическом разложении ацетона :

СН3СОСН3 СО + 2С + 3Н2.

В подобных случаях пламя будет яркое, но не коптящее.

 

Сопоставляя значения процентного содержания углерода и кислорода в горючих веществах, можно приблизительно судить о характере свечения пламени (таблица 1.1.).

 

Таблица 1.1. Характер свечения пламени в зависимости от w (С) и w (Н)

 

Содержание углерода в горючем веществе, w (С) % Содержание кислорода в горючем веществе, w (О) % Характер свечения пламени
< 50 > 30 пламя бесцветное или голубоватое
< 75 отсутствует или < 30 пламя яркое, не коптящее
> 75 отсутствует или < 25 пламя яркое, коптящее

 

 

Определение характера свечения пламени Пример 1.2. Определить характер свечения пламени метаналя НСОН, фенола С6Н5ОН и пентанола С5Н11ОН.

 

1. Массовые доли углерода и кислорода в молекуле метаналя составляют:

 

Мr (НСОН) = 30

 

w (С) = = 40 %; w (О) = = 53 %

Массовая доля углерода < 50 %, а массовая доля кислорода > 30 %, следовательно, при горении метаналя наблюдается голубоватое пламя.

 

2. Массовые доли углерода и кислорода в молекуле фенола составляют:

 

Мr6Н5ОН) = 94

 

w (С) = = 77 %; w (О) = = 17 %

Массовая доля углерода > 50 %, а массовая доля кислорода < 25 %, следовательно, пламя при горении фенола яркое и коптящее.

 

2. Массовые доли углерода и кислорода в молекуле пентанола составляют:

 

Мr5Н11ОН) = 88

 

w (С) = = 68 %; w (О) = = 18 %

Массовая доля углерода < 75 %, а массовая доля кислорода < 30 %, следовательно, пламя при горении пентанола будет ярким, но не коптящим.

 

Задачи для самостоятельного решения

 

1. Рассчитайте коэффициент горючести для С17Н20N2Cl2S.

2. Рассчитайте коэффициент горючести для C10H8ON3Cl.

3. Вычислите коэффициент горючести для С6Н5NHNHCSNNC6H5.

4. Определите характер свечения пламени бензола С6Н6.

5. Определите характер свечения пламени диэтилового эфира С2Н5ОС2Н5.

6. Определите характер свечения пламени глицерина С3Н8О3.

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 119;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная