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《消防燃烧学》习题456-yaya.docx
(2)动态可燃爆炸试验
在爆炸室屮预制一定浓度的可燃气空气的混合物,用空气加床5升容器至2MPa,打开 压力记录仪,在某一点燃延迟条件下,点燃扰动可燃气
8.什么叫做爆炸下限?什么叫做爆炸上限?并简述爆炸极限的测定原理。
略。
测定原理P182图4-20及文字
9.爆炸极限主要受哪些因素影响?如果各种可燃气体的活化能变化不大,爆炸下限与燃 烧热有什么关系?
注意:闪点考查分子与分子之间的力,例如范徳华力等
11、何谓液体的爆炸温度极限?分析说明可燃液体存在爆炸温度极限的原因。
定义略。
原因:当液面上方空间的饱和蒸汽与空气的混合气体nJ燃液体蒸汽浓度达到爆炸浓 度极限时,混合气体遇火源就会发生爆炸。根据蒸气压的理论,对待定的可燃液体,饱 和蒸汽压与温度成一一对应关系,所以可燃液体存在爆炸温度极限。
0.5%,试判断该空气是否具有爆炸危险性。
解:V混=3.5%
利用莱■夏特尔公式 心=2.57% ,=11%
2.57{3.5{11,所以该可燃混气具有爆炸危险性。
注意:本题主要考查,是否掌握了莱•夏特尔公式屮的P值的含义!P是某一种混合气 体占总可燃气体积的百分含量。可燃气分别是甲乙内丁烷,所以总可燃气体积应该甲乙 内丁烷体积的加和!!!!
四个因素的影响。
如果各种可燃气体的活化能变化不大,爆炸下限与燃烧热的乘积是一个常数。
10•试证明莱一夏特尔公式
略。书185页 们•利用1mol可燃气燃烧反应所需氧原子mol数计算乙烷的爆炸上限和下限.
解:N = 7
X下=3.38%,XL=10.7%
PS:第一种计算方法12.已知乙烷爆炸下限为3%,摩尔燃烧热为1426.6kJ,丙烷的摩尔燃烧热为2041.9KJ,
1 + —x4.76
2
X下=1.72%, X,. = 8.49%
注意:第一种方法涉及的N是1mol可燃气完全燃烧所需要的氧原子数(特别的:可燃
气分子式本身含有的氧原子也是N的来源);第二种方法涉及的N是1niol可燃气完全 燃烧对应需要的氧气的mol数。想一想上课对Xo的推导,加深理解。但是我们发现, 两种方法在计算爆炸下限吋有一定的误差。
12•已知甲苯的闪点为5・5°C,试求甲苯的爆炸温度下限。
闪点对应的蒸汽浓度为爆炸下限,爆炸下限与爆炸温度一一•对应,所以闪点近似等于爆 炸温度下限。
13.用两种不同的方法估算乙醯在大气中的爆炸温度极限范围(乙醛的爆炸浓度极限范 围为1・7—2・7%)。
做法同例题5・6。数据不对,算不了。
14•有机液体的自燃点遵循什么规律?它和闪点的变化规律有什么不同?为什么?
是多少?发生分解爆炸的条件是什么? 实用意义:1.评定气体和液体蒸气的火灾危险性
2.评定气体生产、贮存火险类别,选择电器防爆类型
3.确定建筑耐火等级、防火分区4•确定安全生产牯施
略。
19•简述爆轰的发生过程,并说明其本质是什么?
发生过程:四个步骤。
爆轰的本质是一种激波。
20•形成爆轰要具备哪些条件?爆轰对设备的破坏有些什么特点?
答:SI规定根据公式和定义解答。
影响因素7个。
4.为什么灭火剂要具有低的导热系数和高的热容?
书上有。略。
5.已知丙烷空气预混气的管径为10cm,管中心气流速度uo=484cm/s・测得沿半径方 向上离管中心4・5cm处上方火焰面的9i=60°,求其火焰传播速度Sl・
解:S, =45.98(^)
注意:气流速度484cm/s对应的半径是题H屮已经给出的4.5cm,不是根据r=0.9R计 算得岀的!书屮r=0.9R是真实平均火焰传播速度的位置,本题恰好一致而己。
时的蒸汽压是多少Pa?液面上方的蒸汽浓度是多少。
根据克•克方程和一致条件求岀C=11.0288,注意克■克方程公式屮的Rd.987再次根据克■克方程求308K吋乙醛对应的蒸汽圧P=0.583atmo
根据理想气体状态方程,n/V=P/RT=23.07(mol/m3)
4•可燃液体主要有哪些危险特性?分别举例说明之。并说明这些特性各由什么参数来评 定?
6.已知氢气与空气混合气体体积V1=9升,混气为当量比,初温t1=0°C,初压P1 =0.1 MPa,一千摩尔氢气燃烧热为283918.1 kJ/kmol,水的汽化热为43931.8kJ/kmol,氢气火焰传播速度Sl=335.3cm/s,取热容比K=1.4,当混气进 行绝热等容爆炸时,求以下各类参数:(1)爆炸温度t2,(2)爆炸压力P2,
(1)90.9m3
(2)200m326•何谓层流?何谓湍流?判断流体流动状态的准则是什么? 定义略。
判断流体流动状态的准则是雷诺数。
27.何谓湍流燃烧?湍流燃烧有什么特点?
略。
28.湍流燃烧的本质是什么?其速度为什么比层流燃烧的速度快?气流速度是如何影响 火焰高度的?为什么?
本质我觉得还是定义吧!
其速度比层流燃烧的速度快原因有三:略。
(2)|大I为去掉了氧气和部分氮气,可燃气体总体积发生了变化,所以莱•夏特尔 公式屮对应的P值要重新计算。
(3)因为部分氮气与氧气配成空气,所以氮气与一•氧化氮的比值才为0.83,才 能用题屮提供爆炸极限数据。想想书屮187页的图,惰性气体燃气体比值不同,爆 炸极限不同!不能瞎用!
18•可燃气体的爆炸极限的实用意义体现在哪几个方面?甲、乙类可燃气的爆炸下限分别
9•在相同条件下将下列各组物质按自燃点从大到小排序,并说明理由。
⑴甲烷、丙烷、丁烷、乙烷;⑵异丁烷、正丁烷;⑶丙烷、丙烯;⑷乙醛、乙烷、
注意:口燃点考查分子内部,原子之间的化学键力
10•在相同的条件下将下列各组物质按闪点从大到小排序。并说明理由 ⑴ 丙醇、甲醇、丁醇、乙醇(2)甲酸丙酯、甲酸异丙酯 略。
PS:甲乙内丁烷对应爆炸极限可在P420页爆炸极限表屮查至叽16•乙烷-氧气-氮气体系的爆炸极限范围如图所示。
(1)在图中画出代表乙烷在常规空气中的所有的点。
(2)根据计算的结果,在图中画出代表乙烷的浓度为化学计量浓度的所有的点。
(1)乙烷在常规空气屮的所有点为空气组分线的点。为连接三角形顶点和对边氧气浓 度21%的连线。
闪燃特性,自燃特性,存在爆炸温度极限等。略。
5•何谓闪燃?可燃液体为什么会发生闪燃现象?研究闪燃在消防工作有什么重要意义? 略。
消防工作意义:课件里有。
7•已知乙醇的爆炸浓度下限为3.3%,大气压力为760mmHg,试用三种不同的方法估 算乙醇的闪点。
解:(1尤2比0片+3。2——2CO2+3H2O
影响因素有:液体性质、液体温度、液层厚度。
16•油品的燃烧速度是怎样随着容器直径的变化而变化的?结合火焰向液面传播的机理 说明出现这种变化的原因。
略。
17•在扑救油罐火灾时,为什么要对着火油罐进行水冷却?
降低热量向主体油罐深层油体的传播,防止主体油罐发生沸溢和喷溅;降低主体油罐对 周囤油罐的热辐射作用,从而防止周囤油罐沸溢喷溅甚至爆炸的可能。
利用(三)道尔顿计算,N=7, Tf=11.07°C
利用(五)可燃液体爆炸下限,Tf=10.76°C
利用(六)克•克方程计算Tf=11.56°C
8•已知甲苯的闪点为5.5 °C,大气压为760mmHg,试用布里诺夫公式求丙烷的闪点。 数据不全,内烷-10 °C的饱和蒸汽压为1795.85Pa, 0°C饱和蒸汽压为3575.7Pa。利用布利诺夫公式求得丙烷闪点为・7.6°C。
略。
15•低初温或高闪点可燃液体的表面火焰传播主要分哪几个阶段?液面上火焰传播的原 因是什么?液面火焰传播主要受那些因素的影响?
答:
可分为充分发展火焰、过渡火焰、预混火焰、脉冲火焰。
由于主体火焰前端的表面液体被逐渐加热,蒸气浓度逐渐加强,所以可以观察到火 焰脉冲现象。液体温度增加,脉冲宽度减小。当液体温度进一步增加时,脉冲现象消失。 紧接着脉冲现象之后,经过一段过渡,火焰便是蒸气边蒸发边与空气在火焰屮混合燃烧 的充分发展的火焰。
求丙烷的爆炸下限.
答:内烷爆炸下限2.1%
PS:第三种计算方法13•用燃烧反应所需的氧原子mol数和化学计量浓度两种方法计算丁烷在空气中的爆炸
极限,并比较计算结果。
(1)利用燃烧反应所需的氧原子mol数计算:
解:N = \3;X下=1.72%,X上=6.07%
(2)利用化学计量浓度计算:
= 3.13%
四个条件 四个破坏特点:
21•有哪些预防和控制可燃气体爆炸的基本原则?
答:
P209,四个基本原则,要相应展开答22•试解释CH4-N2-02三角爆炸界限图中的空气组分线、临界氧气浓度线、氧气浓度临
界值及其特点.
ch4
文字说明空气组分线、临界氧气浓度线这两条线都是怎么画出来的。
并说明特点
略。
23•已知氢气用氮气进行保护时临界氧含量为5%,在某设备中已有10升空气,问向设 备中应添加多少含氧量为1 %的氮气进行保护?
14•已知某天然气组成为甲烷-80%, X下=5%;乙烷-15%, X下=3%;丙烷-4%, X下=2.1%;丁烷」%, 乂下=1.5%。试求该天然气的爆炸下限为多少?
解:莱■夏特尔公式 该天然气爆炸下限=4.24%
15•在某一环境的空气中,甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的含量分别为0・8%、1.2%、1.0%、
定义略
P2252•何谓液体的饱和蒸汽压和不饱和蒸汽压?已知二硫化碳在9C饱和蒸汽压为190mmHg,试求桶中二硫化碳的蒸汽浓度?
定义略。
根据理想气体状态方程n/V=P/RT=10.8mol/m3,代入数值即为所得。
3•已知乙醛的蒸发热为25.9kJ/mol,在293K时的蒸汽压为0.582 atm,试求其在308K
如何影响略。原因:从可燃气与氧气接触面积角度答
29•管道横截面积、管内气体流速、环境氧含量和气体燃烧的空气需要量对火焰高度有