Характер свечения пламени в зависимости от w (С) и w (Н)

 

Содержание углерода в горючем веществе, w (С) %	Содержание кислорода в горючем веществе, w (О) %	Характер свечения пламени
< 50	> 30	пламя бесцветное или голубоватое
< 75	отсутствует или < 30	пламя яркое, не коптящее
> 75	отсутствует или < 25	пламя яркое, коптящее

 

Решение:

 

1. Массовые доли углерода и кислорода в молекуле метаналя составляют:

 

М_r (НСОН) = 30

 

w (С) = = 40 %; w (О) = = 53 %

Массовая доля углерода < 50 %, а массовая доля кислорода > 30 %, следовательно, при горении метаналя наблюдается голубоватое пламя.

 

2. Массовые доли углерода и кислорода в молекуле фенола составляют:

 

М_r (С₆Н₅ОН) = 94

 

w (С) = = 77 %; w (О) = = 17 %

Массовая доля углерода > 50 %, а массовая доля кислорода < 25 %, следовательно, пламя при горении фенола яркое и коптящее.

 

3. Массовые доли углерода и кислорода в молекуле пентанола составляют:

 

М_r (С₅Н₁₁ОН) = 88

 

w (С) = = 68 %; w (О) = = 18 %

Массовая доля углерода < 75 %, а массовая доля кислорода < 30 %, следовательно, пламя при горении пентанола будет ярким, но не коптящим.

 

 

2.2. Расчет низшей теплоты сгорания

Пример. Вычислить низшую теплоту сгорания сульфадимезина С12Н14О2N4S по формуле Д.И. Менделеева.

 

Значения низшей теплоты сгорания веществ и материалов приведены в справочниках, а также могут быть рассчитаны по формуле Д.И.Менделеева.

QН = 339,4 [C] + 1257 [H] - 108,9 { ([O] + [N]) - [S] } - 25,1 (9 [H] + [W]), кДж/кг, где [C], [H], [O], [N], [S], [W] - содержание (в процентах) углерода, водорода, кислорода, азота, серы и влаги в горючем веществе. Данная формула может быть использована для расчетов Qн веществ сложного элементного состава, а также для любых индивидуальных веществ.

Решение:

 

1. Для того, чтобы воспользоваться данной формулой, необходим расчет процентного состава каждого элемента в веществе.

Молярная масса сульфадимезина С₁₂Н₁₄О₂N₄S составляет 278 г/моль.

 

[C] = 144/278 = 0,518 ×100 = 51,8 %

[H] = 14/278 = 0,05 ×100 = 5,0 %

[O] = 32/278 = 0,115 ×100 = 11,5 %

[N] = 56/278 = 0,202 ×100 = 20,2 %

[S] = 100 – (51,8 + 5,0 + 11,5 + 20,2) = 11,5 %

 

2. Подставляем найденные значения в формулу Д.И. Менделеева.

Q_Н = 339,4×51,8+1257×5,0-108,9×(11,5+20,2-11,5)-25,1×9×5,0=

= 22741 кДж/кг = 22,7 МДж/кг.

 

2.3. Составление уравнений реакций горения в кислороде и в воздухе

Пример. Составить уравнение реакции горения в кислороде пропана С3Н8 и глицерина С3Н8О3; уравнение реакции горения водорода Н2 и пропанола С3Н7ОН в воздухе.

 

Составляя уравнение реакции горения, следует помнить, что в пожарно-технических расчетах принято все величины относить к 1 молю горючего вещества. Это, в частности, означает, что в уравнении реакции горения перед горючим веществом коэффициент всегда равен 1.

Состав продуктов горения зависит от состава исходного вещества.

 

Элементы, входящие в состав горючего вещества	Продукты горения
Углерод С	Углекислый газ СО2
Водород Н	Вода Н2О
Сера S	Оксид серы (IV) SO2
Азот N	Молекулярный азот N2
Фосфор Р	Оксид фосфора (V) Р2О5
Галогены F, Cl, Br, I	Галогеноводороды HCl, HF, HBr, HI