Примеры расчета основных физико-химических свойств
Природный газ
CH4 – 93%
C2H6 – 3,1%
C3H8 – 0,7%
C4H10 – 0,6%
CO2 – 0,1%
N2 + редкие газы – 2,5%
Определение низшей теплоты сгорания
Qн = 0,01(∑Qнi × CmHn),
где Qнi – низшая теплота сгорания отдельного компонента; CmHn – процентное содержание газа.
Qн = 0,01(35880×CH4 + 64360×C2H6 + 93180×C3H8 +
+ 123600×C4H10), кДж/м³
Qн = 0,01(35880×93 + 64360×3,1 + 93180×0,7 + 123500×0,6) =
= 36756,82 кДж/м³
Воздух состоит из:
О2 » 21%
N2 » 79%
Для 1м3 О2 требуется 
4,76 м³ воздуха.
На 1м3 О2 приходится 
3,76 м³ N2
CmHn + (m + 
) (O2 +3,76N2) = mCO2+
H2O + (m + ) × 3,76 N2
Определение теоретического расхода сухого воздуха необходимого для полного сгорания 1м3 газа.
м3/м3
(2CH4 + 3,5C2H6 + 5C3H8 + 6,5C4H10) м3/м3
(2×93 + 3,5×3,1 + 5×0,7 + 6,5×0,6) = 9,7 м3/м3
Определение теоретического расхода влажного воздуха необходимого для полного сгорания.
м3/м3
= 10гр – количество водяных паров в воздухе.
= 9,7 + 0,00124×10×9,7 = 9,8 м3/м3.
Действительный расход:
,
где a = 1,05¸1,15,
принимаем a = 1,10, тогда
= 9,8 ×1,10 = 10,78 м3/м3.
Определение плотности газа.
rсм = 0,01(Σρi×ri)
rсм = 0,01(0,72×93 + 1,35×3,1 + 2,01×0,7 + 2,7×0,6 + 1,977×0,1 +
+ 1,25×2,5) = 0,77 кг/м3
Определение относительной плотности газа:
.
Определение давления при взрыве:
Po – атмосферное давление, Ро = 0,1МПа; tк – max температура,
; 
– коэффициент объемного расширения; 
– коэффициент избытка воздуха, при котором происходит горение.
Объем продуктов сгорания влажный:
м3/м3
, м3/м3
где 
– влажность газа, 
=10 гр., 
– влажность воздуха, =10 гр.,
– теоретический расход воздуха;
м3/м3
= 1,038 + 2,14 + 7,69 = 10,87, м3/м3
Пределы воспламеняемости (взрываемости):
.
.
.
Определение верхнего и нижнего предела взрываемости газа содержащего балластные примеси – СО2 и N2:
CH4 = 
×100 = 95,5 %
C2H6 = 
×100 = 3,18 %
C3H8 = 
×100 = 0,72 %
C4H10 = 
×100 = 0,6 %
Нижний предел воспламеняемости с балластом:
Определение времени загазованности:
,
где А – часовая кратность воздухообмена, принимаем двухкратный воздухообмен. А = 2.
Vзаг = Vпом × Lн,
где Vпом – объем помещения (кухни)
Vпом = 15 м3.
Vзаг = 15 × 0,0483 = 0,7245 м3.
Vу = 0,2 м3/час
τ′ = τ А = 3,6× 2 = 7,2 час
Сжиженный газ
Бутан технический – БТ
C2H6 – 6%
C3H8 – 17%
C4H10 – 75%
C5H12 – 2%
Определение низшей и высшей теплоты сгорания
Qн,в = 0,01(∑Qн,вi × CmHn),
где Qн,вi – низшая теплота сгорания отдельного компонента; CmHn – процентное содержание газа. Развернутая формула для определения Qн. Для определения Qв смеси газов следует значения Qвi для каждого газа брать из справочника или таблицы, приведенной в пособии.
Qн = 0,01(64360×C2H6 + 93180×C3H8 + 123600×C4H10 +
+ 156630×C5H12), кДж/м3
Qн = 0,01(64360×6+93180×17+123500×75+156630×2) =
= 115459 кДж/м3 »115,46 МДж/м3
Определение плотности газа:
rсм = 0,01(Σρi × ri)
rсм =0,01(1,35×6 + 2,01×17 + 3,22×2 + 2,7×75) = 2,5 кг/м3
Определение относительной плотности газа:
Определение давления при взрыве:
где Po – атмосферное давление, Ро = 0,1МПа; 
tK – max температура, tK = 2000 °C ; 
– коэффициент объемного расширения; 
– коэффициент избытка воздуха, при котором происходит горение.
Объем продуктов сгорания влажный:
м3/м3
,
где – влажность газа, =10гр.
– влажность воздуха, =10гр.
– теоретический расход воздуха;
м3/м3
= 0,79×30,6 = 24,17 м3/м3
= 3,73 + 5,12 + 24,17 = 33,02 м3/м3
Пределы воспламеняемости (взрываемости):
Определение времени загазованности.
Vзаг = Vпом × Lн
Vпом = 15 м3
Vзаг = 15 × 0,02005 = 0,30075 м3
Vу = 0.2 м3
t¢ = t А = 1,5 ×2 = 3,0 час
Вывод
Сжиженный газ опаснее природного, так как у сжиженного газа нижний предел воспламенения (взрываемости) ниже: 
, чем у природного: 
и поэтому быстрее образуется взрывоопасная смесь. За 3 часа образуется взрывоопасная концентрация в кухне при утечке СУГ и за 7,2 часа при утечке ПГ.
Относительная плотность сжиженного газа d = 1,9 больше относительной плотности воздуха d = 1,29, вследствие этого газ будет скапливаться в нижней зоне помещения, откуда и производят отбор проб на загазованность. Относительная плотность природного газа
d = 0,6 меньше, чем у воздуха, и поэтому отбор проб производят из верхней зоны помещения.
Дата добавления: 2019-04-03; просмотров: 196;