Определить верхний и нижний пределы воспламенения природного газа

Исходные данные

Исходные данные	Варианты
Производительность компрессора, м^3/мин
Давление компрессора, МПа	0,5	1,5	1,6	1,6	1,1	1,1	0,5	0,5	0,6				0,6	0,7	1,3
Температура воздуха после сжатия, К
Наружный диаметр труб теплообменника, мм
Толщина стенки трубы, мм	0,5	0,5	0,5	0,6	0,65	0,65	0,8			1,3	1,3		1,6	0,9
Исходные данные	Варианты
Производительность компрессора, м^3/мин
Давление компрессора, МПа	1,3	1,5		1,2	1,2	0,6	0,4	0,8	0,8	0,7		1,6	1,3	1,3	1,2
Температура воздуха после сжатия, К
Наружный диаметр труб теплообменника, мм
Толщина стенки трубы, мм	0,7	0,7	0,9		1,1	1,1	1,6	1,6	1,8	1,8	0,95	0,85	1,25	0,55	0,45

Примечание. При решении задания принять одинаковыми для всех вариантов следующие значения параметров: в качестве охлаждающего теплоносителя используется вода с начальной температурой Т _н=283 К и конечной Т _к=298 К; средняя удельная теплоемкость воды С _ср=4,2 кДж/кгК; теплоемкость воздуха С _вз=1,01 кДж/кгК; температура воздуха после охлаждения Т ₂=303 К; температура всасываемого воздуха Т ₀=293К; коэффициент теплопередачи внутренней и наружной поверхности a₁=1160 Вт/м²К; a₂=440 Вт/м²К; коэффициент теплопередачи стали l=50,1 Вт/мК; термическое сопротивление от загрязнения для новых труб R _з=0, Р ₁=0,1×10⁶×60 Па.

Процесс горения (сжигания) газов начинается лишь тогда, когда газовоздушная смесь будет подожжена, т. е. нагрета до определенной температуры, которую называют температурой воспламенения. Температура воспламенения зависит от соотношения объемов газа и воздуха в смеси, степени их перемешивания, давления смеси, способа и места зажигания и других факторов (например, способа истечения смеси, формы, размера и объема топочного пространства, занимаемого газовоздушной смесью, и т. д.). Процесс горения продолжается только до тех пор, пока количества тепла, выделяющегося при горении, будет достаточно, чтобы постоянно воспламенять поступающую к месту горения газовоздушную смесь. Минимальные и максимальные количества газа в газовоздушной смеси, при которых процесс горения идет непрерывно, называют соответственно нижним или верхним пределом воспламенения данного газа в смеси с воздухом. Взрывом газовоздушной смеси называют явление мгновенного сгорания всего объема смеси, которое происходит при внесении в такую смесь, находящуюся в каком-либо более или менее замкнутом объеме (помещении и т. д.), источника огня или высоконагретого тела. С точки зрения химической сущности явление взрыва не отличается от процесса горения, и расчет его ведется по тем же уравнениям, что и для реакции горения. Пределы воспламенения смесей газов, не имеющих балластных примесей или содержащих их в минимальном количестве, определяют (приблизительно) по следующей формуле

, (2.18)

где П — содержание газа в смеси с воздухом, дающее верхний или нижний предел воспламеняемости (взрываемости) или обеспечивающее максимальную скорость распространения пламени газовой смеси;

u₁, u₂, u₃,… u_n — объемное содержание компонентов газовой сети в %;

l ₁, l ₂, l ₃,… l _n — значения нижних или верхних пределов взрываемости (воспламеняемости) соответствующих компонентов газовой смеси, принимаемые по табл. 2.5.

Таблица 2.5

Дата добавления: 2015-06-27