- •Методические указания
- •1. Свойства и поведение веществ в раздробленном (дисперсном) состоянии Общие положения
- •1.1. Количественные характеристики веществ в раздробленном состоянии
- •1.2. Поверхностное натяжение воды и материалов
- •1.3. Свойства дисперсных материалов
- •1.4. Особенности горения пылей и порошков
- •1.5. Примеры решения задач
- •1.6. Задачи
- •1.7. Контрольные вопросы
- •2. Основные параметры пожара
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Примеры решения задач
- •2.3. Задачи
- •2.4. Контрольные вопросы
- •Методические указания
- •Фгбоу впо «Воронежский государственный
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
1.6. Задачи
4.1. Дым, образующийся при горении древесины, имеет средний размер частиц 5 . 10−6 м. При сгорании образца древесины образовалось 100 г дыма. Определить удельную поверхность частиц дыма, если плотность массы составляет 1500 кг/м3.
4.2. Средний размер частиц огнетушащего порошка составляет 50 мкм. Определить его дисперсность, удельную объемную и удельную массовую поверхность. Плотность массы принять 2100 кг/м3.
4.3. Частицы дыма оксида цинка имеют средний размер частиц 5 . 10−8 м. Определить число частиц дыма, если после конденсации общий объем составил 50 см3.
4.4. Определить суммарную поверхность частиц дыма, образовавшихся после сгорания деревянного образца, если их средний размер составляет 10−6 м, а общий объем − 100 см3.
4.5. Дисперсность частиц дыма, образовавшегося при горении органического полимера, составила 2.105 м−1. Определить размер частиц дыма и его удельную поверхность.
4.6. Аэрозоль ртути сконденсировался в виде одной большой капли объемом 3,5.10−6 м3. Насколько при этом уменьшилась удельная поверхность ртути, если в состоянии дисперсность была равна 105 м−1. Плотность ртути − 13,55.10 5 кг/м3.
4.7. Определить общую межфазную поверхность частиц водяного тумана массой 100 г, если дисперсность частиц тумана составит 5.105 м−1. Плотность воды в расчетах принять равной 1000 кг/м3.
4.8. Удельная поверхность частиц аэрозоля, возникшего при горении поливинилхлорида 0,5 м2/г. принимая частицы шарообразными, определить их диаметр. Плотность поливинилхлорида − 1,4.10 3 кг/м3.
4.9. Полагая, что хлопчатобумажная пыль имеет волокнистую форму вычислить ее дисперсность и удельную поверхность частиц, имеющих поперечные размеры 10 мкм, 1 мкм, 100 нм.
4.10. Вычислить межфазную поверхность 2 кг угольной пыли с размером частиц 8.10−7 м. Определить также удельную объемную и удельную массовую поверхность. Плотность пыли принять равной 1800 кг/м3.
4.11. При 273 K поверхностное натяжение гексана равно 21,31.10−3 Дж/м2. Определить поверхностное натяжение гексана при 323 K, если температурный коэффициент поверхностного натяжения равен −1,039.10−4 Дж/м2.K.
4.12. По зависимости поверхностного натяжения от температуры (табл.1.2) определить графически коэффициент поверхностного натяжения для бензола:
Таблица 1.2
Зависимость поверхностного натяжения от температуры
Температура, K |
353 |
363 |
373 |
383 |
393 |
σ.103, Дж/м2 |
20,28 |
19,16 |
19,16 |
16,85 |
15,71 |
4.13. При какой температуре поверхностное натяжение ртути уменьшится вдвое, если при 298 K оно составляет 473,5 .10−3 Дж/м2, а температурный коэффициент −0,23.10−3 Дж/м2.K?
4.14. Чему будет равна температура плавления порошка железа дисперсностью 107 м−1, если справочная температура плавления железа 1806 K, величина поверхностного натяжения 2,3 кДж/м2, а теплота плавления 13,8 кДж/моль?
4.15. Чему будет размер частиц меди, если температура плавления медного порошка снизилась на 100 градусов по сравнению со справочной? Принять поверхностное натяжения меди 1,43 кДж/м2, а теплоту плавления 13,05 кДж/моль.
4.16. Насколько снизится температура плавления натрия по сравнению со справочной (370,3 K), если после диспергирования средний размер частиц составил 5.10−7 м? Принять поверхностное натяжение равным 0,25 кДж/м2, а теплоту плавления 2,6 кДж/моль.
4.17. Рассчитать температуру плавления кальция, состоящего из частиц дисперсностью 2.108 м−1?Теплота плавления кальция 8,66 кДж/моль, поверхностное натяжение равным 1,4 кДж/м2.
4.18. Справочная температура плавления свинца 600,6 K. Произойдет ли его плавление при 473 K, если дисперсность его порошка составляет 2.108 м−1? Теплота плавления свинца 4,77 кДж/моль, величина поверхностного натяжения равным 0,56 кДж/м2.
4.19. Температура внутреннего пожара составила 600 оС. Расплавится ли находящаяся там дисперсия магния с размером частиц 5.10−8 м. Теплота плавления магния 8,56 кДж/моль, поверхностное натяжение равным 0,66 кДж/м2, справочная температура плавления − 923 K.
4.19. На внутреннем пожаре среднеобъемная температура в помещении составила 500 оС. Какой минимальный размер должен быть у алюминиевой пудры, чтобы не произошло ее плавление. Справочная температура плавления − 933K теплота плавления 10,8 кДж/моль, поверхностное натяжение 1,14 кДж/м2.
4.20. Чему будет равен нижний концентрационный предел воспламенения газовзвеси частиц этанола размером 100 м? Справочное значение низшей теплоты сгорания этанола 1235 кДж/моль.
4.21. Справочное значение нижнего концентрационного предела воспламенения для паров этилена 2,7 об. %. Изменится ли и насколько это значение для газовзвеси сжиженного этилена? Низшая теплота сгорания этилена 1323 кДж/моль.
4.22. Насколько снизится нижний НКПВ газовзвеси жидкого метана по сравнению с газовоздушной смесью. Низшая теплота сгорания метана 802 кДж/моль. НКПВ для газовоздушной смеси 5,0 об. %.