ПРИЛОЖЕНИЕ 11 Рекомендуемое

МЕТОД РАСЧЕТА МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВА ГАЗО- И ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Метод расчета максимального давления взрыва газо- и паровоздушных смесей распространяется на вещества, состоящие из атомов С, Н, О, N, S, F, CI, Вг, Р, Si.

1. Максимальное давление взрыва рмакс без учета степени диссоциации продуктов горения в кПа вычисляют по формуле

где рн — начальное давление, при котором находится исходная смесь, кПа;

Тад (V) — адиабатическая температура горения стехиометрической смеси горючего с воздухом при постоянном объеме, К;

— сумма числа молей конечных продуктов горения;

Тн — температура исходной смеси. К;

— сумма числа молей газообразных исходных веществ.

2. Если для горючего вещества неизвестна адиабатическая температура горения стехиометрической смеси, то ее вычисляют по формуле

, (93)

где — абсолютная энтальпия горючего, кДж· моль-1. Вычисляют по формуле

, (94)

— стандартная теплота образования горючего вещества, кДж· моль-1;

— абсолютная энтальпия простых веществ и продуктов их горения, значения которых приведены в табл. 30— 32;

— абсолютная энтальпия галогена, кДж· моль-1. Если в молекуле горючего вещества несколько галогенов, то выражение заменяют на ();

R — универсальная газовая постоянная, Дж-моль-1· К-1;

T°, Т' — соответственно начальная температура исходной горючей смеси и температура горения, К;

— абсолютные энтальпии продуктов горения, значения которых приведены в табл. 31 и 32.

Задача вычисления адиабатической температуры горения сводится к нахождению такой температуры (Т'), при которой наблюдается равенство внутренних энергий исходных веществ и продуктов их горения.

Таблица 30

Вещество Абсолютная энтальпия при 298,1 К, кДж· моль-1
Вr2 (жидкость) —21,159
С (газ) 1108,235
H2O (жидкость) —34,071
Р (тв., белый) 719,625
S (ромб.) 298,460
S2 (газ) 725,954
Si 906,514

3. Значение без учета степени диссоциации продуктов горения вычисляют по формуле

= 3,84b + mC + mS + mX + 0,5(mH + mN - mX) + 0,25mP, (95)

где mC, mS, mX, mH, mN, mp — число атомов углерода, серы, галоида, водорода, азота, фосфора в молекуле горючего вещества.

Значение вычисляют по формуле

=l + 4,84b , (96)

где b — стехиометрический коэффициент кислорода, вычисляемый по формуле (36).

Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (92) составляет 30 %.

Таблица 31

T, К Абсолютные энтальпии простых веществ и продуктов их горения, кДж· моль-1
Воздух CO2 СО О2 О Н2О ОН Н2 Н N2 NO Ar С (графит)
0 0 0 279,07 0 246,55 0 158,04 238,94 335,17 0 89,78 0 393,21
298,15

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

 8,66

11,64

17,62

23,86

30,36

37,09

44,00

51,05

58,20

65,44

72,76

 9,35

13,36

22,25

32,14

42,72

53,77

65,19

76,87

88,70

100,71

112,82

 287,74

290,71

296,67

302,90

309,40

316,14

323,04

330,08

337,21

344,42

351,69

 8,67

11,69

17,91

24,49

31,36

38,41

45,60

52,91

60,31

67,81

75,41

 253,27

255,48

259,73

263,93

268,12

272,29

276,46

280,63

284,79

288,96

293,11

 9,91

13,36

20,41

27,93

35,94

44,48

53,51

62,97

72,82

83,02

93,41

 166,86

169,88

175,78

181,72

187,76

193,98

200,39

206,99

213,72

220,60

227,60

 247,39

250,37

256,22

262,11

268,09

274,21

280,49

286,95

293,57

300,36

306,99

 341,36

343,47

347,63

351,79

355,94

360,09

364,24

368,40

372,55

376,70

380,86

 8,67

11,64

17,56

23,71

30,13

36,78

43,61

50,58

57,65

64,81

71,97

 98,95

101,99

108,09

114,48

121,15

128,02

135,04

142,17

149,39

156,66

163,98

 6,19

8,30

12,46

16,61

20,77

24,92

29,08

33,23

37,38

41,54

45,69

 394,19

395,21

398,14

401,87

406,02

410,45

415,09

419,90

424,83

429,85

434,53
2400 80,14 125,04 359,01 83,10 297,28 104,14 234,71 314,03 385,01 79,26 171,35 49,85 439,69
2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

 86,58

95,06

102,60

110,17

117,77

125,41

133,08

 137,32

149,69

162,10

174,55

187,06

193,61

212,19

 366,37

373,77

381,18

388,64

396,10

403,60

411,10

 90,88

98,74

106,69

114,72

122,82

130,98

139,22

 301,44

305,61

309,79

313,98

318,18

322,39

326,62

 115,08

126,22

137,56

149,05

160,69

172,47

184,37

 241,91

249,22

256,56

263,99

271,49

279,04

286,65

 321,19

328,46

335,82

343,27

350,81

358,44

366,13

 389,16

333,32

397,47

401,62

405,77

409,93

414,08

 86,57

93,91

101,30

108,71

116,14

123,61

131,08

 178,75

186,17

193,62

201,08

208,57

216,08

223,60

 54,00

58,15

62,307

66,46

70,60

74,77

78,92

 444,92

450,20

455,54

460,93

466,37

471,86

477,41
4000 140,78 224 ,81 418,63 147,51 330,87 196,42 294,30 373,90 418,23 138,56 231,13 83,08 483,00

Таблица 32

Т, К Абсолютные энтальпии простых веществ и продуктов их горения, кДж· моль-1
HF CF4 F2 F НС1 С12 С1 HBr Br2 Вг P4O10 Р (газ) SO2 SiO2
0 0 75,04 298,14 226,25 27,35 0 119,33 67,90 0 94,93 0 1030,6 64,06 0
298,15 8,60 87,77 306,97 232,76 35,99 9,18 125,59 76,55 9,73 101,14 30,17 1036,8 44,61 6,93
400 11,56 94,60 310,25 235,06 38,96 12,71 127,85 79,53 13,43 103,25 51,69 1038,9 78,86 11,97
600 17,40 110,70 317,11 239,48 44,83 19,92 132,38 85,42 20,84 107,41 102,52 1043,1 88,15 23,85
800 23,28 128,93 324,29 243,80 50,82 27,30 136,92 91,52 28,38 111,59 159,64 1047,2 98,33 37,57
1000 29,25 148,32 331,67 248,07 57,04 34,78 141,39 97,86 35,86 115,82 220,03 1051,4 109,04 52,61
1200 35,36 168,37 339,18 252,30 63,48 42,32 145,80 104,45 43,43 120,13 282,27 1055,5 120,08 66,97
1400 41,63 188,84 346,82 256,52 70,12 49,91 150,17 111,23 51,02 124,51 345,66 1059,7 131,35 81,26
1600 48,08 209,58 354,54 260,72 76,94 57,54 154,49 118,19 58,65 128,96 409,78 1063,9 142,77 95,99
1800 54,70 230,49 362,38 264,91 83,90 65,21 158,79 125,27 66,30 133,45 474,42 1068,0 154,31 111,29
2000 61,45 251 ,56 370,35 269,10 90,99 72,93 163,06 132,48 73,98 137,98 539,42 1072,3 165,95 126,59
2200 68,27 272,46 378,05 273,27 98,08 80,62 167,32 139,64 81,61 142,52 604,11 1076,49 177,55 154,34
2400 75,26 293,67 386,25 277,45 105,34 88,43 171,56 147,00 89,37 147,08 669,52 1080,81 189,27 174,42
2600 82,32 314,95 394,55 281,62 112,67 96,30 175,78 154,45 97,16 151,63 735,08 1085,23 201,21 194,50
2800 89,48 336,25 402,92 285,79 120,09 104,21 180,01 161,74 105,02 156,16 800,76 1089,75 213,16 214,59
3000 96,74 357,59 411,38 289,96 127,64 112,21 184,22 169,49 112,96 160,71 866,57 1094,38 225,15 234,67
3200 104,04 378,99 419,91 294,12 135,06 120,26 188,42 177,08 121,00 165,23 932,45 1099,14 237,24 254,75
3400 111,40 400,39 428,44 298,28 142,62 128,37 192,62 184,75 129,16 169,74 998,40 1104,04 249,36 274,83
3600 118,84 421,81 436,93 302,44 150,24 136,59 196,82 192,44 137,44 174,23 1064,38 1109,06 261,59 294,92
3800 126,33 445,00 445,46 306,61 157,90 144,81 201,01 200,20 145,88 178,71 1130,42 1114,21 273,89 315,00
4000 133,85 464,73 453,91 310,77 165,60 153,14 205,20 207,99 154,46 183,17 1196,50 1119,50 286,20 335,00