Расчёт КПРП по аппроксимационной формуле

По аппроксимационной формуле можно рассчитывать значении и нижнего, и верхнего концентрационных пределов распространения пламени для стандартных условий, т.е. при температуре 25 ^оС или 298 К:

,(36)

где b - стехиометрический коэффициент при кислороде (число молей кислорода, необходимое для полного сгорания 1 моля горючего вещества, определяемое по уравнению реакции горения);

a, b – константы, имеющие определённы значения для НКПРП и ВКПРП в зависимости от значения b, приведённые в таблице 19.

Таблица 19.

При температурах, отличных от 298 К (25 ^оС), КПРП рассчитываются по формулам:

(37)

(38)

Для перевода значения КПРП из объёмных единиц в весовые, можно воспользоваться формулой:

,(39)

где М – молярная масса вещества, кг/кмоль;

V – объём парогазовоздушной смеси при заданных условиях (для нормальных условий V = 22,4 м³/кмоль).

Пример: Рассчитать КПРП метана в воздухе (в % и кг/м³)при температуре 17 ^оС и давлении 100 кПа., пользуясь аппроксимационной формулой.

Решение:

1. Для того, чтобы определить число молей кислорода, идущее на полное сгорание 1м³ метана, записывается уравнение горения метана в воздухе:

СН₄ + 2 (О₂ + 3,76 N₂) = СО₂ + 2Н₂О + 2 * 3,76 N₂

Из уравнения видно, что b = 2

2. По аппроксимационной формуле рассчитываются значения j_н и j_в, воспользовавшись значениями a и b, взятыми из табл.19. При расчете ВКПРП учитываем, что b = 2 < 7,5:

3. По формулам пересчитываем значения КПРП при температуре 17+273 = 290 К:

4. Рассчитывается молярная масса вещества:

М = 12 + 4×1 = 16 кг/кмоль

5. Согласно объединённому газовому закону рассчитывается молярный объём при температуре 17 ^оС или 290 К:

6. Рассчитываются КПРП по формуле:

Ответ:КПРП природного газа при 17^оС составляют 4,63 – 27,03 % или 0,03 – 0,18 кг/м³.