燃烧与爆炸理论期末考试试题.doc

二、计算题：
1、某干馏气体中的成分为CnHm，CH4，CO和CO2。每种气体成分的组成和在空气中的燃烧极限见下表。求混合气体在空气中的爆炸极限，并分析其合理性。

CnHm
CH4
CO
CO2
体积含量/%
2
6
12
80
爆炸下限/%
3.5
5
12.5
-
爆炸上限/%
30
15
74.2
-
解：可燃气体部分，CnHm占10%，CH4占30%，CO占60%。
可燃部分的燃烧下限是
可燃部分的燃烧上限是
在所有的气体中，惰性气体占80%，可燃气体占20%。则包含惰性气体的可燃气体在空气中的燃烧下限是
包含惰性气体的可燃气体在空气中的燃烧上限是
有惰性气体存在时，爆炸下限升高，爆炸上限应下降。所以该计算对于爆炸下限的计算是合理的，但对于爆炸上限的计算并不合理。
2、已知甲烷的燃烧热QCH4＝799.14kJ/mol，内能UCH4＝1.82kCal/mol（300K时），原始温度为300K时，原始压力为1.01×105Pa，若空气中含8%甲烷发生爆炸，试求爆炸的最高温度与压力。
气体的热力学能（kcal/mol=4.184kJ/mol）
解：发生反应的方程式为
300K时，反应物的能量是
产物的能量是
假设Tmax=2600K，则
假设Tmax=2400K，则
可知Tmax介于2400K和2600K之间。
认为爆炸前后体积恒定，则
3、某储罐物理爆炸产生的能量是1MJ，求解其死亡半径。已知TNT的爆热为4.52MJ/kg，且当爆炸的超压大于0.1MPa时，将会导致大部分人员死亡，另1000kgTNT炸药爆炸产生的超压和距离的关系见下表：
解：TNT当量
1000kg TNT炸药产生0.1MPa超压的距离是
对应的储罐同样伤害的半径为
即该储罐爆炸的死亡半径是1.38m。