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, Cl, Br, Р, Si.

П.7.1 Максимальное давление взрыва p_max без учета степени диссоциации продуктов горения, кПа, вычисляют по формуле

 

,

(П.7.1)

 

где  - начальное давление, при котором находится исходная смесь, кПа;

 - адиабатическая температура горения стехиометрической смеси горючего с воздухом при постоянном объеме, К;

 - сумма числа молей конечных продуктов горения;

 - температура исходной смеси, К;

 - сумма числа молей газообразных исходных веществ.

П.7.2 Если для горючего вещества неизвестна адиабатическая температура горения стехиометрической смеси, то ее вычисляют по формуле

 

,

(П.7.2)

 

где  - абсолютная энтальпия горючего, кДж/моль. Вычисляют по формуле

 

,

(П.7.3)

 

где  - стандартная теплота образования горючего вещества, кДж/моль;

, , , , , ,  - абсолютная энтальпия простых веществ и продуктов их горения, значения которых приведены в таблицах П.7.1-П.7.3;

 - абсолютная энтальпия галогена, кДж/моль. Если в молекуле горючего вещества несколько галогенов, то выражение m_X заменяют на (m_F + m_Cl + m_Br + m_J ;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/();

,  - соответственно начальная температура исходной горючей смеси и температура горения, К;

 - абсолютные энтальпии продуктов горения, значения которых приведены в таблицах П.7.2 и П.7.3.

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

 

Таблица П.7.1

 

Вещество	Абсолютная энтальпия при 298,15 К, кДж/моль
Br2 (жидкость)	- 21,159
С (газ)	1108,235
Н2O (жидкость)	- 34,071
Р (тв., белый)	719,625
S (ромб.)	298,460
S2 (газ)	725,954
Si	906,514

 

П.7.3 Значение  без учета степени диссоциации продуктов горения вычисляют по формуле

 

,

(П.7.4)

 

где , , , , ,  - число атомов углерода, серы, галоида, водорода, азота, фосфора в молекуле горючего вещества.

Значение  вычисляют по формуле

 

,

(П.7.5)

 

где  - стехиометрический коэффициент кислорода, вычисляемый по формуле (П.7.4).

Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (П.7.1) составляет 30 %.

 

Таблица П.7.2

 

Т, К	Абсолютные энтальпии простых веществ и продуктов их горения, кДж/моль
	Воздух	CO2	СО	O2	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	8,66	9,35	287,74	8,67	253,27	9,91	166,86	247,39	341,36	8,67	98,95	6,19	394,19
400	11,64	13,36	290,71	11,69	255,48	13,36	169,88	250,37	343,47	11,64	101,99	8,30	395,21
600	17,62	22,25	296,67	17,91	259,73	20,41	175,78	256,22	347,63	17,56	108,09	12,46	398,14
800	23,86	32,14	302,90	24,49	263,93	27,93	181,72	262,11	351,79	23,71	114,48	16,61	401,87
1000	30,36	42,72	309,40	31,36	268,12	35,94	187,76	268,09	355,94	30,13	121,15	20,77	406,02
1200	37,09	53,77	316,14	38,41	272,29	44,48	193,98	274,21	360,09	36,78	128,02	24,92	410,45
1400	44,00	65,19	323,04	45,60	276,46	53,51	200,39	280,49	364,24	43,61	135,04	29,08	415,09
1600	51,05	76,87	330,08	52,91	280,63	62,97	206,99	286,95	368,40	50,58	142,17	33,23	419,90
1800	58,20	88,70	337,21	60,31	284,79	72,82	213,72	293,57	372,55	57,65	149,39	37,38	424,83
2000	65,44	100,71	344,42	67,81	288,96	83,02	220,60	300,36	376,70	64,81	156,66	41,54	429,85
2200	72,76	112,82	351,69	75,41	293,11	93,41	227,60	306,99	380,86	71,97	163,98	45,69	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	86,58	137,32	366,37	90,88	301,44	115,08	241,91	321,19	389,16	86,57	178,75	54,00	444,92
2800	95,06	149,69	373,77	98,74	305,61	126,22	249,22	328,46	393,32	93,91	186,17	58,15	450,20
3000	102,60	162,10	381,18	106,69	309,79	137,56	256,56	335,82	397,47	101,30	193,62	62,307	455,54
3200	110,17	174,55	388,64	114,72	313,98	149,05	263,99	343,27	401,62	108,71	201,08	66,46	460,93
3400	117,77	187,06	396,10	122,82	318,18	160,69	271,49	350,81	405,77	116,14	208,57	70,60	466,37
3600	125,41	199,61	403,60	130,98	322,39	172,47	279,04	358,44	409,93	123,61	216,08	74,77	471,86
3800	133,08	212,19	411,10	139,22	326,62	184,37	286,65	366,13	414,08	131,08	223,60	78,92	477,41
4000	140,78	224,81	418,63	147,51	330,87	196,42	294,30	373,90	418,23	138,58	231,13	83,08	483,00

 

Таблица П.7.3

 

Т, К	Абсолютные энтальпии простых веществ и продуктов их горения, кДж/моль
	HF	CF4	F2	F	HCl	Cl2	Cl	HBr	Br2	Br	P4O10	Р (газ)	SO2	SiO2
0	0	75,04	298,14	226,25	27,35	0	119,33	67,90	0	94,93	0	1030,60	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	1036,80	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	1038,90	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	1043,10	88,15	23,85
800	23,28	128,93	324,29	243,80	50,82	27,30	136,92	91,52	28,33	111,59	159,64	1047,20	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	1051,40	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	1055,50	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	1059,70	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	1063,90	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	1068,00	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	1072,30	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

 

Приложение 8
(рекомендуемое)

 

(к разделу 37 настоящего стандарта)