Расчетно-аналитическое исследование показателей пожарной опасности веществ и прогнозирование динамики (стр. 1 из 4)

Государственное учреждение образования

«Командно-инженерный институт»

МЧС Республики Беларусь

Кафедра тактики проведения аварийно-спасательных работ

и тушения пожаров

Курсовая работа

по дисциплине

«Опасные факторы чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»

Тема: «Расчетно-аналитическое исследование показателей пожарной опасности веществ и прогнозирование динамики развития пожаров в помещении»

МИНСК-20

Оглавление

Введение

Описание физико – химических свойств дипропилового эфира

Определение теоретического количества воздуха, необходимого для сгорания дипропилового эфира

Определение теоретического количества воздуха, необходимого для сгорания смеси газов

Определение объема и состава продуктов, выделившихся при полном сгорании дипропилового эфира

Определение объема и состава продуктов, выделившихся при полном сгорании газовой смеси

Определение низшей теплоты сгорания дипропилового эфира

Определение низшей теплоты сгорания смеси газов

Определение адиабатической температуры горения и давления взрыва дипропилового эфира

Определение адиабатической температуры горения и давления взрыва смеси газов

Определение концентрационных пределов воспламенения веществ

Определение температуры вспышки и температурных пределов воспламенения паров дипропилового эфира

Сравнение расчетных значений показателей пожарной опасности дипропилового эфира со справочными и расчет относительной погрешности

Динамика развития внутреннего пожара

Расчет изменения площади пожара в зависимости от времени свободного развития пожара

Расчет температуры пожара в заданные промежутки времени

Определение характеристик поражающих факторов и степени их воздействия на людей и окружающую среду

Прогнозирование химической обстановки при аварии на ХОО

Введение

Комплекс мероприятий обеспечения безопасной эксплуатации потенциально опасных объектов включает в себя такие важнейшие элементы, как:

а) заблаговременное прогнозирование возможной обстановки на объекте и прилегающей территории при возникновении чрезвычайной ситуации;

б) оперативная оценка сложившейся при этом обстановки;

в) принятие мер экстренной защиты персонала и населения.

В комплексе мероприятий защиты производственного персонала промышленных объектов и населения от последствий пожаров и аварий на химически опасных объектах, важное место занимает заблаговременное прогнозирование возможной обстановки.

Знание сути процесса горения, его законов, механизмов и способов его прекращения, а также особенностей распространения СДЯВ при выбросе (выливе) необходимы для успешной работы каждого работника органов и подразделений по чрезвычайным ситуациям.

Описание физико-химических свойств дипропилового эфира

Дипропиловый эфир относится к классу органических веществ, называемых простые эфиры. Простыми эфирами называют производные спиртов, образованные в результате замещения водорода гидроксильной группы спирта на углеводородный остаток [1]. Эти соединения можно рассматривать и как производные воды, в молекуле которой углеводородными остатками замещены оба атома водорода:

пропиловый спирт вода дипропиловый эфир

Как видно из приведенной формулы, в молекуле дипропилового эфира два углеводородных остатка (пропильные радикалы) соединены через кислород (эфирный кислород).

Для молекулы дипропилового эфира возможна внутриклассовая структурная изомерия, обусловленная различным строением углеродного скелета у изомеров. Например:

дипропиловый эфир метилпентиловый эфир

Так же имеет место ещё одна разновидность структурной изомерии, связанная с различным порядком связи структурных элементов. Например:

дипропиловый эфир 1-гексанол

Физико-химические свойства: бесцветная жидкость. Мол. масса 102,2; плотн. 736 кг/м³; т. плавл. – 122 °С; т. кип. 89,5°С; lgP = 6,2408 – 1397,34/(240,177 + t) при т-ре от – 43 до 89°С; коэф. диф. пара в воздухе 0,0588 см²/с (расч.); тепл. образов. – 293,4 кДж/моль; тепл. сгор. – 3760 кДж/моль (расч.); растворимость в воде 0,25 % масс.

Пожароопасные свойства: ЛВЖ. Т_всп - 2°С (расч.); Т_{самовоспл} 189°С; НКПРП 1,22 % об. (расч.); НТПРП: - 14 °С; ВТПРП: 18°С; МВСК 9,5 % об. (расч.), при разбавлении паровоздушной смеси азотом; 12,4 % об. (рачс.) при разбавлении диоксидом углерода, 11,3 % об. (расч.) при разбавлении водяным паром; минимальная флегматизирующая концентрация диоксида углерода 39,8 % об. (расч.), азота 53,8 % об. (расч.), водяного пара 45,4 % об. (расч.); ад. т. гор. 1263 К.

Химические свойства

Главной особенностью дипропилового эфира, как и всех представителей простых эфиров, является их химическая инертность [2]. В отличие от сложных эфиров он не гидролизуется и не разлагается водой. Безводный (абсолютный) дипропиловый эфир в отличие от спиртов при обычных температурах не реагирует с металлическим натрием, т.к. в его молекулах нет активного водорода.

Расщепление дипропилового эфира происходит под действием некоторых кислот. Например, концентрированная (особенно дымящая) серная кислота поглощает пары дипропилового эфира, и при этом образуется сложный эфир серной кислоты и пропиловый спирт:

Йодистоводородная кислота также взаимодействует с дипропиловым эфиром, в результате образуется йодистый пропил и пропиловый спирт:

При нагревании металлический натрий расщепляет дипропиловый эфир с образованием пропилнатрия и пропилата натрия:

Важно иметь в виду, что обращаться с дипропиловым эфиром надо очень осторожно; он очень горюч, а пары его с воздухом образуют взрывоопасные смеси. Коме того, при длительном хранении, особенно на свету, дипропиловый эфир окисляется кислородом воздуха и в нем образуются перекисные соединения; последние от нагревания могут разлагаться с взрывом. Такие взрывы возможны при перегонке долго стоявшего эфира.

гидропероксид дипропилового эфира

Определение теоретического количества воздуха, необходимого для сгорания дипропилового эфира

Теоретическое количество воздуха определяется из уравнения материального баланса процесса горения. В случае горения дипропилового эфира уравнение реакции имеет вид:

С₆Н₁₄О + 9(О₂ ∙ 3,76N₂) = 6CO₂ +7H₂O + 33,84N₂ + Q

Для индивидуальных химических веществ теоретическое количество воздуха, необходимого для их горения, рассчитывается по формуле:

V_в =

, (1)

где

; (2)

– количество молей кислорода;

– количество молей горючего вещества;

4,76 – количество воздуха, кмоль (м³), в котором содержится 1 кмоль (м³) кислорода;

- вес одного киломоля горючего, кг/кмоль.

– объем одного киломоля воздуха при заданных условиях:

, (3)

где, Т – температура, К;

– нормальное давление (101325 Па);

– температура, равная 273 К;

P – давление, Па.

Используя формулы (1), (2), и (3) произведем расчет теоретического количества воздуха, необходимого для горения 1 кг дипропилового эфира при температуре Т, по заданию равной 0

(273 К) и давлении Р, равном 750 мм рт.ст. (99991,8 Па):

= 22,7 (м³)

= 9

= 9,5 (м³/кг)