《消防燃烧学》习题456-yaya.docx

(2)动态可燃爆炸试验
在爆炸室屮预制一定浓度的可燃气空气的混合物，用空气加床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？
注意：闪点考查分子与分子之间的力，例如范徳华力等
11、何谓液体的爆炸温度极限？分析说明可燃液体存在爆炸温度极限的原因。
定义略。
原因：当液面上方空间的饱和蒸汽与空气的混合气体nJ燃液体蒸汽浓度达到爆炸浓 度极限时，混合气体遇火源就会发生爆炸。根据蒸气压的理论，对待定的可燃液体，饱 和蒸汽压与温度成一一对应关系，所以可燃液体存在爆炸温度极限。
0.5%,试判断该空气是否具有爆炸危险性。
解：V混=3.5%
利用莱■夏特尔公式 心=2.57% ,=11%
2.57{3.5{11,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•夏特尔公式屮的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。可燃气分别是甲乙内丁烷，所以总可燃气体积应该甲乙 内丁烷体积的加和！！！！
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 们•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.
解：N = 7
X下=3.38%,XL=10.7%
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,
1 + —x4.76
2
X下=1.72%, X,. = 8.49%
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1niol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吋有一定的误差。
12•已知甲苯的闪点为5・5°C,试求甲苯的爆炸温度下限。
闪点对应的蒸汽浓度为爆炸下限，爆炸下限与爆炸温度一一•对应，所以闪点近似等于爆 炸温度下限。
13.用两种不同的方法估算乙醯在大气中的爆炸温度极限范围(乙醛的爆炸浓度极限范 围为1・7—2・7%)。
做法同例题5・6。数据不对，算不了。
14•有机液体的自燃点遵循什么规律?它和闪点的变化规律有什么不同？为什么？
是多少？发生分解爆炸的条件是什么？ 实用意义：1.评定气体和液体蒸气的火灾危险性
2.评定气体生产、贮存火险类别，选择电器防爆类型
3.确定建筑耐火等级、防火分区4•确定安全生产牯施
略。
19•简述爆轰的发生过程，并说明其本质是什么？
发生过程：四个步骤。
爆轰的本质是一种激波。
20•形成爆轰要具备哪些条件?爆轰对设备的破坏有些什么特点?
答：SI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10cm,管中心气流速度uo=484cm/s・测得沿半径方 向上离管中心4・5cm处上方火焰面的9i=60°,求其火焰传播速度Sl・
解：S, =45.98（^）
注意：气流速度484cm/s对应的半径是题H屮已经给出的4.5cm,不是根据r=0.9R计 算得岀的！书屮r=0.9R是真实平均火焰传播速度的位置，本题恰好一致而己。
时的蒸汽压是多少Pa?液面上方的蒸汽浓度是多少。
根据克•克方程和一致条件求岀C=11.0288,注意克■克方程公式屮的Rd.987再次根据克■克方程求308K吋乙醛对应的蒸汽圧P=0.583atmo
根据理想气体状态方程，n/V=P/RT=23.07（mol/m3）
4•可燃液体主要有哪些危险特性？分别举例说明之。并说明这些特性各由什么参数来评 定？
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=0°C,初压P1 =0.1 MPa,一千摩尔氢气燃烧热为283918.1 kJ/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,
(1)90.9m3
(2)200m326•何谓层流?何谓湍流?判断流体流动状态的准则是什么？ 定义略。
判断流体流动状态的准则是雷诺数。
27.何谓湍流燃烧？湍流燃烧有什么特点？
略。
28.湍流燃烧的本质是什么？其速度为什么比层流燃烧的速度快？气流速度是如何影响 火焰高度的？为什么？
本质我觉得还是定义吧!
其速度比层流燃烧的速度快原因有三：略。
（2）|大I为去掉了氧气和部分氮气，可燃气体总体积发生了变化，所以莱•夏特尔 公式屮对应的P值要重新计算。
（3）因为部分氮气与氧气配成空气，所以氮气与一•氧化氮的比值才为0.83,才 能用题屮提供爆炸极限数据。想想书屮187页的图，惰性气体燃气体比值不同，爆 炸极限不同！不能瞎用!
18•可燃气体的爆炸极限的实用意义体现在哪几个方面？甲、乙类可燃气的爆炸下限分别
9•在相同条件下将下列各组物质按自燃点从大到小排序，并说明理由。
⑴甲烷、丙烷、丁烷、乙烷；⑵异丁烷、正丁烷；⑶丙烷、丙烯；⑷乙醛、乙烷、
注意：口燃点考查分子内部，原子之间的化学键力
10•在相同的条件下将下列各组物质按闪点从大到小排序。并说明理由 ⑴ 丙醇、甲醇、丁醇、乙醇(2)甲酸丙酯、甲酸异丙酯 略。
PS：甲乙内丁烷对应爆炸极限可在P420页爆炸极限表屮查至叽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。
（1）乙烷在常规空气屮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。
闪燃特性，自燃特性，存在爆炸温度极限等。略。
5•何谓闪燃?可燃液体为什么会发生闪燃现象?研究闪燃在消防工作有什么重要意义？ 略。
消防工作意义：课件里有。
7•已知乙醇的爆炸浓度下限为3.3%,大气压力为760mmHg,试用三种不同的方法估 算乙醇的闪点。
解：（1尤2比0片+3。2——2CO2+3H2O
影响因素有：液体性质、液体温度、液层厚度。
16•油品的燃烧速度是怎样随着容器直径的变化而变化的？结合火焰向液面传播的机理 说明出现这种变化的原因。
略。
17•在扑救油罐火灾时，为什么要对着火油罐进行水冷却？
降低热量向主体油罐深层油体的传播，防止主体油罐发生沸溢和喷溅；降低主体油罐对 周囤油罐的热辐射作用，从而防止周囤油罐沸溢喷溅甚至爆炸的可能。
利用（三）道尔顿计算,N=7, Tf=11.07°C
利用（五）可燃液体爆炸下限,Tf=10.76°C
利用（六）克•克方程计算Tf=11.56°C
8•已知甲苯的闪点为5.5 °C,大气压为760mmHg,试用布里诺夫公式求丙烷的闪点。 数据不全，内烷-10 °C的饱和蒸汽压为1795.85Pa, 0°C饱和蒸汽压为3575.7Pa。利用布利诺夫公式求得丙烷闪点为・7.6°C。
略。
15•低初温或高闪点可燃液体的表面火焰传播主要分哪几个阶段？液面上火焰传播的原 因是什么？液面火焰传播主要受那些因素的影响？
答：
可分为充分发展火焰、过渡火焰、预混火焰、脉冲火焰。
由于主体火焰前端的表面液体被逐渐加热，蒸气浓度逐渐加强，所以可以观察到火 焰脉冲现象。液体温度增加，脉冲宽度减小。当液体温度进一步增加时，脉冲现象消失。 紧接着脉冲现象之后，经过一段过渡，火焰便是蒸气边蒸发边与空气在火焰屮混合燃烧 的充分发展的火焰。
求丙烷的爆炸下限.
答：内烷爆炸下限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:
解：N = \3;X下=1.72%,X上=6.07%
(2)利用化学计量浓度计算：
= 3.13%
四个条件 四个破坏特点：
21•有哪些预防和控制可燃气体爆炸的基本原则?
答:
P209,四个基本原则，要相应展开答22•试解释CH4-N2-02三角爆炸界限图中的空气组分线、临界氧气浓度线、氧气浓度临
界值及其特点.
ch4
文字说明空气组分线、临界氧气浓度线这两条线都是怎么画出来的。
并说明特点
略。
23•已知氢气用氮气进行保护时临界氧含量为5%,在某设备中已有10升空气，问向设 备中应添加多少含氧量为1 %的氮气进行保护？
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」％, 乂下=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%、
定义略
P2252•何谓液体的饱和蒸汽压和不饱和蒸汽压？已知二硫化碳在9C饱和蒸汽压为190mmHg,试求桶中二硫化碳的蒸汽浓度？
定义略。
根据理想气体状态方程n/V=P/RT=10.8mol/m3,代入数值即为所得。
3•已知乙醛的蒸发热为25.9kJ/mol,在293K时的蒸汽压为0.582 atm,试求其在308K
如何影响略。原因：从可燃气与氧气接触面积角度答
29•管道横截面积、管内气体流速、环境氧含量和气体燃烧的空气需要量对火焰高度有