Способ 2. Расчет КПВ по аппроксимационной формуле (применим для
определения верхнего и нижнего пределов индивидуальных
соединений и их смесей)
Расчетная формула имеет вид: ,
где β – число молекул кислорода, необходимое для полного сгорания одной молекулы вещества определяется из уравнения реакции горения или по формуле:
,
nс, ns, nн, nо, nх – количество атомов углерода, серы, водорода и галогенов в молекуле горючего;
а и в – константы, имеющие определенные значения для нижнего и верхнего пределов в зависимости от значения β, приведены в табл.4.
Таблица 4
Значения констант а и в зависимости от β
Область применения
а
в
Для вычисления нижнего предела
8,684
4,679
Для вычисления верхнего предела при β ≤ 7,5
при β > 7,5
1,550
0,768
0,560
6,554
Задача 8. Рассчитать КПВ паровой смеси, состоящей из 68 % (объемных) метилового спирта и 32% (объемных) этилового спирта. Расчет провести по аппроксимационной формуле.
Решение. Для расчета необходимо знать число молей кислорода , необходимое для полного сгорания 1 моля пара смеси этилового и метилового спиртов, остальные параметры формулы даны в табл.4.
Рассчитаем βсм: записываем уравнение реакции горения метилового и этилового спиртов и находим, что на горение 1 моля СН2ОН расходуется 1,5 молей О2, а С2Н5ОН – 3 моля О2:
Формула для расчета не может быть использована в том случае, если в состав горючей смеси входит водород, окись углерода, метан, пары диэтилового эфира, ацетона, сероуглерода:
где Ni – мольная доля i-го компонента в смеси;
КПВ(φпi) – значение нижнего или верхнего предела воспламенения i-го компонента смеси.
Задача 9. Вычислить φп(КПВ) паровой смеси, состоящей из 79 % бензина (КПВ: 0,79-5,16) и 21% керосина (КПВ: 1,4-7,5) по формуле Ле-Шателье.
Решение. КПВ каждого вещества приведены в скобках, поэтому подставляем значения соответственно значения нижних и верхних пределов каждого вещества в формулы