消防燃烧学习题456yaya

第四章可燃气体的燃烧习题

1. 预混可燃气燃烧波的传播存在哪两种方式?各有什么特点?

略

2. 什么叫做火焰前沿?火焰前沿有什么特点?预混可燃气中火焰传播的机理是什么?其基本点分别是什么?

略 3. 层流预混火焰传播速度Sl 是如何规定的?影响层流预混火焰传播速度的因素主要有哪些?用本生灯测量火焰传播速度的要点是什么?

答：Sl 规定根据公式和定义解答。

影响因素7个。

4. 为什么灭火剂要具有低的导热系数和高的热容?

书上有。略。

5. 已知丙烷空气预混气的管径为1Ocm ，管中心气流速度u 0=484cm/s.测得沿半径方向上离管中心4.5cm 处上方火焰面的θi =60゜，求其火焰传播速度Sl.

解：)(98.45s

cm S l = 注意：气流速度484cm/s 对应的半径是题目中已经给出的4.5cm ，不是根据r=0.9R 计算得出的！书中r=0.9R 是真实平均火焰传播速度的位置，本题恰好一致而已。

6. 已知氢气与空气混合气体体积V1=9升，混气为当量比，初温t1=0O C ，初压P1=0.1MPa ，一千摩尔氢气燃烧热为283918.1kJ/kmol ，水的汽化热为43931.8kJ/kmol ，氢气火焰传播速度Sl=335.3cm/s ，取热容比K=1.4，当混气进行绝热等容爆炸时，求以下各类参数：（1）爆炸温度t2，（2）爆炸压力P2，（3）升压时间，（4）平均升压速度，（5）爆炸威力指数，（6）爆炸总能量，（7）当t=5ms 时的瞬时压力。

7. 简述可燃气体爆炸参数的测量方法。

答：（1）静态可燃气爆炸试验

在爆炸室中预制一定浓度的可燃气与空气的混合物，压力为大气压，确保气体混合均匀

且处于静态，打开压力记录仪，启动点火源。测得和m dt dP ⎪⎭⎫ ⎝⎛，m

dt dP ⎪⎭⎫ ⎝⎛可用t P ∆∆近似。 （2）动态可燃爆炸试验

在爆炸室中预制一定浓度的可燃气空气的混合物，用空气加压5升容器至2MPa ，打开压力记录仪，在某一点燃延迟条件下，点燃扰动可燃气

8. 什么叫做爆炸下限?什么叫做爆炸上限?并简述爆炸极限的测定原理。

略。

测定原理P182图4-20及文字

9. 爆炸极限主要受哪些因素影响?如果各种可燃气体的活化能变化不大，爆炸下限与燃烧热有什么关系?

四个因素的影响。

如果各种可燃气体的活化能变化不大，爆炸下限与燃烧热的乘积是一个常数。

10. 试证明莱一夏特尔公式

略。书185页

11. 利用1mol 可燃气燃烧反应所需氧原子mol 数计算乙烷的爆炸上限和下限. %

7.10%,38.37

===上下解：X X N

PS ：第一种计算方法 12. 已知乙烷爆炸下限为3%，摩尔燃烧热为1426.6kJ ，丙烷的摩尔燃烧热为2041.9KJ ，求丙烷的爆炸下限.

答：丙烷爆炸下限2.1%

PS ：第三种计算方法

13. 用燃烧反应所需的氧原子mol 数和化学计量浓度两种方法计算丁烷在空气中的爆炸极限，并比较计算结果。

（1） 利用燃烧反应所需的氧原子mol 数计算：

%07.6%,72.1;13===上下解：X X N

（2）利用化学计量浓度计算：

%

49.8%,72.1%13.376.421311%===⨯+=

上下X X X O 注意：第一种方法涉及的N 是1mol 可燃气完全燃烧所需要的氧原子数（特别的：可燃气分子式本身含有的氧原子也是N 的来源）；第二种方法涉及的N 是1mol 可燃气完全燃烧对应需要的氧气的mol 数。想一想上课对Xo 的推导，加深理解。但是我们发现，两种方法在计算爆炸下限时有一定的误差。

14. 已知某天然气组成为甲烷-80%，X 下＝5%；乙烷-15%，X 下＝3%；丙烷-4%，X 下＝2.1%；丁烷-1%，X 下＝1.5％。试求该天然气的爆炸下限为多少?

解：莱-夏特尔公式

该天然气爆炸下限=4.24%

15. 在某一环境的空气中，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的含量分别为0.8%、1.2%、1.0%、0.5%，试判断该空气是否具有爆炸危险性。

解：%5.3=混V

利用莱-夏特尔公式%57.2=下X ，%11=上X

115.357.2〈〈，所以该可燃混气具有爆炸危险性。

注意：本题主要考查，是否掌握了莱-夏特尔公式中的P 值的含义！P 是某一种混合气体占总可燃气体积．．．．．．

的百分含量。可燃气分别是甲乙丙丁烷，所以总可燃气体积应该甲乙丙丁烷体积的加和

PS ：甲乙丙丁烷对应爆炸极限可在P420页爆炸极限表中查到。

16. 乙烷–氧气–氮气体系的爆炸极限范围如图所示。

(1)在图中画出代表乙烷在常规空气中的所有的点。

(2)根据计算的结果,在图中画出代表乙烷的浓度为化学计量浓度的所有的点。 C 2H 8

100 0

90 10

80 20

70 30

C 2H 8 (%) 60 1 40 N 2 (%)

50 50

40 60

30 70

20 2 x 上 80

10 爆炸区 90

0 x 下 100

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

O 2 (%)

（1） 乙烷在常规空气中的所有点为空气组分线的点。为连接三角形顶点和对边氧气浓

度21%的连线。

（2） 氧气和乙烷发生化学反应2824O H C −→−，%205

1= 所以代表化学剂量浓度的所有点的线为2

17. 某种煤气的组成为:一氧化碳10%、氢气45%、甲烷30%、氮气12%、二氧化碳2%、氧气1%，试求该种煤气在空气中的爆炸极限.(提示:二氧化碳/氢气＝0.04肘时，爆炸极限为3-72%;氮气/一氧化碳＝0.83时，爆炸极限为26-73%)