Определение критического диаметра гашения пламени для сухих огнепреградителей

Выписываем справочные данные для стандартных условий.
Бензол:
- теплоемкость Ср1 = 1,046 кДж/(кг·К);
- коэффициент теплопроводности λ1 = 0,0111 Вт/(м·К);
- вязкость μ1 = 76,3·10-5 Н·с/м2;
- молярная масса М1 = 78,11 кг/кмоль;
- скорость распространения пламени ин – 0,478 м/c;
- постоянная Сюзерленда S1 = 380 К.
Кислород:
- теплоемкость Ср2 = 0,917 кДж/(кг·К);
- коэффициент теплопроводности λ2 = 0,0268 Вт/(м·К);
- вязкость μ2 = 204,7·10-5 Н·с/м2;
- молярная масса М2 = 31,998 кг/кмоль;
- постоянная Сюзерленда S2 = 125 К.
Составим уравнение реакции горения бензола в кислороде:
2C6H6 + 15O2 = 12CO2 + 6H2O
Определим мольные доли бензола и кислорода в горючей смеси:
N=2+15=17 кмоль
Мольная доля бензола в горючей смеси составит:
n1=2N=22+15=0,1176
Мольная доля кислорода в горючей смеси составит:
n2=15N=152+15=0,8824
Определим теплоемкость горючей смеси по формуле:
ср.см=n1∙cр1+n2∙cр2=0,1176∙1,046+0,8824∙0,917=0,9322 кДж/(кг∙К)
Определим молярную массу горючей смеси по формуле:
Mсм=n1∙M1+n2∙M2=0,1176∙78,11+0,8824∙31,998=37,42 кг/кмоль
Определим значение постоянной Сьюзерленда S1,2 для расчета коэффициентов А1,2 и А2,1:
S1,2=S1∙S2=380∙125=217,94 К
Определить коэффициенты А1,2 и А2,1 для расчета теплопроводности горючей смеси по формулам:
A1,2=14∙1+μ1μ2∙M2M134∙1+S1T1+S2T122∙1+S1,2T1+S1T
A2,1=14∙1+μ2μ1∙M1M234∙1+S2T1+S1T122∙1+S1,2T1+S2T
где μ1 и μ2 – коэффициенты вязкости компонентов смеси, Н·с/м2;
S1 и S2 – постоянные Сюзерленда для компонентов горючей смеси, К;
S1,2 – постоянная Сюзерленда для горючей смеси;
Т – начальная температура горючей смеси, К.
Произведем расчеты:
A1,2=14∙1+76,3∙10-5204,7∙10-5∙31,99878,1134∙1+380315,151+125315,15122∙1+217,94315,151+380315,15=
=0,25∙1+0,373∙0,512∙1,579122∙0,767=0,46
A2,1=14∙1+204,7∙10-576,3∙10-5∙78,1131,99834∙1+125315,151+380315,15122∙1+217,94315,151+125315,15=
=0,25∙1+2,683∙1,953∙0,633122∙1,211=2,41
Определим теплопроводность горючей смеси по формуле:
λсм=λ11+A1,2∙n2n1+λ21+A2,1∙n1n2
λсм=0,01111+0,46∙0,88240,1176+0,02681+2,41∙0,11760,8824=0,01114,4516+0,02681,3212=0,0228 Вт/(м∙К)
Значение критического диаметра гашения пламени определяется по формуле:
dкр=Pe∙λсм∙R∙Tuн∙срсм∙P∙Mсм
где Ре – критерий Пекле, характеризующий соотношение динамики процессов выделения и отвода тепла в узких каналах