LABOLATORIUM FIZYKOCHEMI SPALANIA I WYBUCHÓW |
|
ZSI-31 |
PLUTON II |
Ćwiczenie: 3 Temat: Oznaczanie dolnej i górnej granicy wybuchowości |
Imię i nazwisko: asp. Herka Karol asp.Wójtowicz Tomasz |
data 19.12.2005 |
podpis: |
Cel ćwiczenia.
Ćwiczenie ma na celu zapoznanie z praktyczną metodą wyznaczania granic wybuchowości, na podstawie wyznaczenia tychże granic dla acetonu.
2. Schemat stanowiska badawczego.
3. Obliczenia.
Obliczenia stężeń par cieczy w mieszaninie z powietrzem w komorze wybuchowej.
Obliczenia w %:
c% =
gdzie:
c% - stężenie procentowe,
Vx - ilość par cieczy w komorze spalania [ml],
2710 - objętość komory spalania [ml] = 2,71 [dm3],
Obliczenia w g/l:
=
[g/l]
gdzie:
c - stężenie [g/l],
2,71 - objętość komory wybuchowej [l],
Obliczenia granic wybuchowości.
Masa 1 litra (1000)ml acetonu - 790 g.
1000ml - 790g
Vc - m
m =
n =
p⋅V = n⋅R⋅T
⇓
Vx'=
⇓
Vx'=
[m3]
Vx = Vx'⋅106 [ml]
gdzie:
Vc - objętość cieczy zadozowanej [ml],
790 - masa 1l acetonu [g],
R - stała gazowa 8,31
,
T - temperatura 70 [0C] = 343 [K],
M - masa cząsteczkowa acetonu - 58,08 [g/mol ],
p - ciśnienie 1005 [hPa] =100500 [N/m2]
Przykładowe obliczenia DGW wykonane zostały dla objętości
Vc - 0,3 [ml]
Vx'=
[m3]
Stężenie par cieczy w komorze wybuchowej w [%]:
C% =
Stężenie par cieczy w komorze wybuchowej w [g/l]:
C =
=
[g/l]
C =
Teoretyczne wyznaczanie granic wybuchowości.
Dolna granica wybuchowości (DGW)
DGWt =
gdzie: M - masa cząsteczkowa acetonu [g/mol],
N - liczba atomów tlenu teoretycznie potrzebna do spalenia 1 atomu cieczy palnej w mieszaninie [mol],
Vt - objętość grama cząsteczki w danej temperaturze [l].
Vt =
Reakcja spalania acetonu:
(CH3)2CO + 4O2 → 3CO2 + 3H2O ↔ N = 8
DGWt =
=
DGWt =
Górna granica wybuchowości (GGW)
GGWt =
GGWt =
Obliczenia błędów.
Błąd bezwzględny
∆Y = Y - A
gdzie: Y - granica wybuchowości otrzymana doświadczalnie,
A - granica wybuchowości obliczona teoretycznie.
∆Y = 0,087-0,06=0,027
Błąd względny
gdzie: ∆Y - błąd bezwzględny,
Y - granica wybuchowości otrzymana doświadczalnie.
Wnioski:
Ćwiczenie miało na celu doświadczalne wyznaczenie dolnej granicy wybuchowości i porównanie jej z wartością obliczoną teoretycznie. Górna granica wybuchowości została jedynie wyznaczona teoretycznie.
Badaną cieczą był Aceton. Dolna granica wybuchowości wyznaczona drogą doświadczalną wynosi 4,3 % i 0,087 g/l zaś obliczona teoretycznie wynosi 2,91% i 0,06g/l. Górna granica wybuchowości obliczona teoretycznie to 0,19g/l. Literatura mówi, że DGW dla acetonu wynosi 2,1%, zaś GGW - 13%.