
Министерство образования Московской области ГБПОУ МО « Красногорский колледж»
ВИДЕОКУРС
по общепрофессиональной учебной дисциплине
«Теория горения и взрыва»
автор-составитель: преподаватель высшей квалификационной категории
Лебединская Е.М.

Глава 1. Основы процессов горения. Материальный и тепловой балансы процессов горения. Урок 7. Практическая работа «Тепловой баланс процесса горения. Расчет низшей теплоты сгорания»
Цели и задачи
- Введение в содержание дисциплины, дать основные понятия теории горения; Изучение механизма химических и физических явлений, протекающих при горении; Формирование знаний, умений и навыков, позволяющих проводить анализ возможности протекания процессов умений и навыков решения расчётных задач.
- Введение в содержание дисциплины, дать основные понятия теории горения;
- Изучение механизма химических и физических явлений, протекающих при горении;
- Формирование знаний, умений и навыков, позволяющих проводить анализ возможности протекания процессов умений и навыков решения расчётных задач.

Учебные вопросы
- Тепловой баланс, понятие
- Основные формулы для расчёта Q н
- Алгоритм решения расчётных задач
- Разбор примеров решения задач

Тепловое воздействие - один из наиболее опасных факторов пожара, который вызывает основные разрушения, уничтожает материальные ценности, вызывает гибель людей, определяет обстановку на пожаре и создает большие трудности при его ликвидации.
Тепловой баланс
Приход: теплосодержание горючего и окислителя +теплота горения вещества
Расход: теплота, уходящая с продуктами горения + теплота излучения пламени +теплота на недожог
УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА
Q исх + Q гор = Q пг + Q недожог +Q излуч

Энтальпия- это тепловой эффект реакции окисления 1 моль
горючего вещества с образованием высших оксидов
Для индивидуальных
веществ в газообразном
состоянии
Теплота горения- численно равна энтальпии горения,
но противоположна по знаку. Для индивидуальных веществ
может быть рассчитана по 1 следствию из закона Гесса.
Удельная теплота горения- это количество теплоты, которое
выделяется при полном сгорании единицы массы или объема горючего вещества.
Размерность: кДж/кг ; кДж/м 3
Удельная теплота горения
Низшая теплота горения Высшая теплота горения
( вода в парообразном состоянии) ( вода в жидком состоянии)
![Для индивидуальных веществ - следствие из закона Гесса Q н =- H 0 = n i H i - n y H y Для веществ сложного состава - Формула Д. И. Менделеева- Q н = 339,4∙( ω С)+1257∙( ω Н)+108,9∙[( ω O ) + ( ω N ) - ( ω S )] - 25,1∙[9( ω H ) + ( ω W )] Для смесей газов и паров Q н = Q н 1 ∙ 1 /100+ Q н 2 ∙ 2 /100+ Q н 3 ∙ 3 /100+ ](https://fsd.videouroki.net/html/2024/02/22/v_65d723d802fe4/img5.jpg)
Для индивидуальных веществ - следствие из закона Гесса
Q н =- H 0 = n i H i - n y H y
Для веществ сложного состава - Формула Д. И. Менделеева-
Q н = 339,4∙( ω С)+1257∙( ω Н)+108,9∙[( ω O ) + ( ω N ) - ( ω S )] - 25,1∙[9( ω H ) + ( ω W )]
Для смесей газов и паров
Q н = Q н 1 ∙ 1 /100+ Q н 2 ∙ 2 /100+ Q н 3 ∙ 3 /100+

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:
1 .Записать дано;
2.Определить тип горючего вещества;
3.По формуле для определённого типа горючего рассчитать низшую теплоту сгорания;
4. При необходимости перевести полученное значение в другую размерность

Примеры решения расчётных задач:
1.Вычислить низшую теплоту сгорания соломы, имеющей состав С-62%, Н-8%,О-28%, S-2% по формуле Д.И. Менделеева.;
2. Определить низшую теплоту сгорания этана;
3.Определить низшую теплоту сгорания газовой смеси, состоящей из 60 %-этана,40%-метана.
![ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ: 1.Вычислить низшую теплоту сгорания соломы, имеющей состав С-62%, Н-8%,О-28%, S-2% по формуле Д.И. Менделеева.; Дано: С-62%, Н-8%,О-28%, S-2% Найти: Q н Решение: Определим тип горючего вещества- вещество сложного состава Используя формулу Д.И.Менделеева, вычислим значение низшей теплоты сгорания: Q н = 339,4∙( ω С)+1257∙( ω Н)+108,9∙[( ω O ) + ( ω N ) - ( ω S )] - 25,1∙[9( ω H ) + ( ω W )]=339,4∙62+1257∙8+108,9∙(28+0-2)-25,1∙(9∙8+0)=32123кДж/кг](https://fsd.videouroki.net/html/2024/02/22/v_65d723d802fe4/img8.jpg)
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:
1.Вычислить низшую теплоту сгорания соломы, имеющей состав С-62%, Н-8%,О-28%, S-2% по формуле Д.И. Менделеева.;
Дано: С-62%, Н-8%,О-28%, S-2%
Найти: Q н
Решение:
- Определим тип горючего вещества- вещество сложного состава
- Используя формулу Д.И.Менделеева, вычислим значение низшей теплоты сгорания:
Q н = 339,4∙( ω С)+1257∙( ω Н)+108,9∙[( ω O ) + ( ω N ) - ( ω S )] - 25,1∙[9( ω H ) + ( ω W )]=339,4∙62+1257∙8+108,9∙(28+0-2)-25,1∙(9∙8+0)=32123кДж/кг

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:
Определить низшую теплоту сгорания этана.
Дано: C 2 H 6
Найти: Q н
Решение:
- Определим тип горючего вещества- индивидуальное горючее вещество
- Используя формулу следствия из закона Гесса, вычислим значение низшей теплоты сгорания:
Q н =- H 0 = n i H i - n y H y
А) составим уравнение горения
C 2 H 6 + 3,5O 2 + 3,5* 3,76N 2 = 2CO 2 +3H 2 O +3,5* 3,76N 2
Б)запишем значения H ( CO 2 )= -393,5кДж/моль, H ( H 2 O )=-241,8 кДж/моль, H простых веществ= 0 кДж/моль ,
H ( C 2 H 6 )=-88,4кДж/моль
В) подставим значения в формулу:
H 0 =(2* -393,5+3*-241,8)-(-88,4)=-1424кДж/моль Q н =- H 0 =1424кДж/моль

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ:
Определить низшую теплоту сгорания смеси газов этана.
Дано: C 2 H 6 -60%, CH 4 -40%
Найти: Q н
Решение:
- Определим тип горючего вещества- смесь газов
- Используя формулу следствия из закона Гесса, вычислим значение низшей теплоты сгорания каждого газа
Q н =- H 0 = n i H i - n y H y
А) составим уравнение горения
C 2 H 6 + 3,5O 2 + 3,5* 3,76N 2 = 2CO 2 +3H 2 O +3,5* 3,76N 2
CH 4 + 2 O 2 + 2 * 3,76N 2 = CO 2 + 2 H 2 O + 2 * 3,76N 2
Б)запишем значения H ( CO 2 )= -393,5кДж/моль, H ( H 2 O )=-241,8 кДж/моль, H простых веществ= 0 кДж/моль ,
H ( C 2 H 6 )=-88,4кДж/моль, H ( CH 4 )=-75кДж/моль
В) подставим значения в формулу:
H 0 =(2* -393,5+3*-241,8)-(-88,4)=-1424кДж/моль Q н =- H 0 =1424кДж/моль
H 0 =(1* -393,5+2*-241,8)-(-75)=-802,1кДж/моль Q н =- H 0 =802,1кДж/моль
3. Определим по формуле: Q н = Q н 1 ∙ 1 /100+ Q н 2 ∙ 2 /100=
1424*60/100+802,1*40/100=1175,24 кДж/моль

Приложение

Задания для самостоятельного решения:
1.Вычислить низшую теплоту сгорания сульфадимезина
С 12 Н 14 О 2 N 4 S по формуле Д.И. Менделеева.;
2. Определить низшую теплоту сгорания бутана;
3.Определить низшую теплоту сгорания газовой смеси, состоящей из 70 %-пропана,30%-метана.