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爆炸反应浓度、爆炸温度和压力的计算

?1．爆炸完全反应浓度计算

爆炸混合物中的可燃物质和助燃物质完全反应的浓度也就是理论上完全燃烧时在混合物中可燃物的含量，根据化学反应方程式可以计算可燃气体或蒸气的完全反应浓度。现举例如下：

[例]求乙炔在氧气中完全反应的浓度。

[解]写出乙炔在氧气中的燃烧反应式：

2C2H2+502=4C02+2H20+Q

根据反应式得知，参加反应物质的总体积为2+5=7。若以7这个总体积为100，则2个体积的乙炔在总体积中占：

Xo=2/7=28．6％

答：乙炔在氧气中完全反应的浓度为28．6％。

可燃气体或蒸气的化学当量浓度，也可用以下方法计算。

燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示，设燃烧1mol气体所必需的氧的物质的量为n，则燃烧反应式可写成：

CαHβOγ+nO2→生成气体

如果把空气中氧气的浓度取为20．9％，则在空气中可燃气体完全反应的浓度x(％)、一般可用下式表示：

??????????1??????????20.9

X=?————?=??-----———%????(2—4)、

??????????n????????0.209+n

?????1+———

?????????0.209

又设在氧气中可燃气体完全反应的浓度为X0(％)、，即：

??????100

X0=——%????????????????????（2—5）

??????1+n

式(2—4)、和式(2—5)、表示出X和X。与n或2n之间的关系(2n表示反应中氧的原子数)、。

CαHβOγ+nO2→αCO2+1/2βH2O

式中2n=2α+1/2β-γ，对于石蜡烃β=2a+2。因此，2n=3a+1-γ。根据2n的数值，从表24中可直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)、中完全反应的浓度。

[例]试分别求H2、CH3OH、C3H8?C6H6在空气中和氧气中完全反应的浓度。

[解]

(1)、公式法：

??????????????20.9

X(H2)、=?——————%=29.48％

????????????0.209+0.5

???????????????

???????????????100

X0(H2)、=?——%=?66.7％?

??????????????1+n

???????????????????20.9

X(CH3OH)、=?——————%=12.23％

?????????????????0.209+1.5

???????????????

???????????????????100

X0(CH3OH)、=———%=?40％?

??????????????????1+1.5

?

????????????????20.9

X(C3H8)、=?——————%=4.01％

??????????????0.209+5

???????????????

????????????????100

X0(C3H8)、=?——%=?16.7％?

???????????????1+5

?

??????????????20.9

X(C6H6)、=——————%=2.71％

?????????????0.209+7.5

???????????????

????????????????100

X0(C6H6)、=———%=11.8％??

???????????????1+7.5

??????????????????

?(2)、查表法：根据可燃物分子式，用公式2n=2α+1/2β-γ，求出其2n值。由2n数值，直接从表2—4中分别查出它们在空气(或氧)、中完全反应的浓度。

?由式2n=2α+1/2β-γ，依分子式分别求出2n值如下：

?H2???2n=1

?CH30H???2n=3

?C3H8???2n=10

?C6H6???2n=15

由2n值直接从表2--4分别查出它们的X和Xo值：

???X(H2)、=29.5％?????????X。(H2)、=66.7％

???X(CH30H)、=12％???????X。(CH30H)、=40％

???X(C3H8)、=4％??????????X。(C3H8)、=16．7％

???X(C6H6)、=2．7％???????X。(C6H6)、=11.76％

表2—4可燃气体(蒸气)、在空气和氧气中完全反应的浓度

2．爆炸温度计算

1)、根据反应热计算爆炸温度

理论上的爆炸最高温度可根据反应热计算。

[例]求乙醚与空气的混合物的爆炸温度。

[解](1)、先列出乙醚在空气中燃烧的反应方程式：

C4H100+602+22.6N