Здравствуйте дамы и господа. Большее спасибо
ivm, за хорошее знание предмета и взвешенный подход. Вы все правильно описали с учетом очень многих нюансов. Великолепная работа, аплодисменты. Вы очень талантливы и умеете аналитически по инженерному мыслить. Успеха Вам в ваших делах и спасибо за работу.
Г-н
Губкин Андрей 2005, большее спасибо за прекрасно сформулированый вопрос. Вы правильно подняли тему. Только задача поставлена не корректно. Есть газ метан и газ пропан - бутан, это различные газы и две не совсем одинаковые задачи. Давйте расмотрим физику и химю процесса.
Небольшое отступление, являюсь большим сторонником подхода Сергея Ивановича Ружинского по вопросу глубинного цитирования. Необходимо задать вопрос, а не сталкивался кто-то с подобными проблемами? Как они решались в прошлом? Лет так десять назад. Припасть так сказать к первоисточникам, покопаться в смежных специальностях. Исходя из мирового опыта, это только кажется, что происходят новые явления, на самом деле все уже когда-то было. Боясь государева дурного глаза, делаю ссылки на авторитетов. Важно не что, а как.
Вот один прекрасный учебник. Восемнадцать лет назад написан, но посмотрите, какая глубина проработки вопроса, какая школа, потеряна. Не привожу здесь графики, это уже будет слишком.
Рудничная вентиляция.
СправочникПод редакцией К. З. Ушакова Москва Недра 1988г.2. МЕТАН
2.1. Физико-химические свойства метана
Метан является основной частью рудничного газа, выделяющегося из угля и горных пород в горные выработки и выработанное пространство.
Метан (СН
4) — газ без цвета, запаха и вкуса, с плотностью 0,5539, относительной молекулярной массой 16,043 и массой 1 м3 при температуре Т = 293 К, равной 0,6679 кг. Метан имеет температуру кипения 111,7 К, температуру критической точки 191,06 К, давление критической точки 4,82 МПа, температуру плавления 90,7 К. Плотность жидкого метана 424,5 кг/м3, кратность изменения объема (увеличение объема при переходе из жидкого состояния в газообразное) 635,5, коэффициент теплопроводности газа
0,0329 Вт/(м-К), теплота испарения 509,94 кДж/кг, удельная теплоемкость газа ср = 2,22
кДж/(кг*К), сv = 1,69 кДж/(кг*К). Динамическая вязкость метана 11X 10-6 Па*с. Параметры метана в газообразном состоянии связаны между собой уравнением Ван-дер-Ваальса;
(р + а/V2) (V - b ) = КТ,
где р — давление; V — объем; R — газовая постоянная; а и b — константы метана.
Метан слабо растворяется в воде: при Т = 293 К и нормальном давлении растворимость составляет около 3,5 %. Растворимость газа в воде повышается с понижением температуры и ростом давления.
При нормальных условиях метан инертен и взаимодействует лишь с галоидами. В небольших концентрациях в воздухе для человека безвреден. С ростом концентрации в воздухе снижается содержание кислорода, что может вызвать кислородное голодание. Действие на организм человека метана при больших его концентрациях (50—80 %) и нормальном содержании кислорода изучено недостаточно. По сведениям одних авторов пребывание человека в такой атмосфере сопряжено с появлением сильной головной боли и сонливости, других — с микроинсультами и капиллярными кровоизлияниями.
Смеси метана с воздухом горючи и взрывчаты. При малых объемных долях (до 4—6 %) метан горит бледно-голубым (почти бесцветным) пламенем, при больших (более 14—16%) — сине-плто-голубым.
Реакция горения при нормальных условиях:
СН
4 + 2О
2 = СО
2 + 2Н
2О.
При недостатки кислорода горение метана сопровождается образованием оксида углерода и водорода:
СН
4 + 2О
2 = СО + Н
2 + Н
20.
Удельная теплота сгорания метана составляет 55 690 кДж/кг.
Температура воспламенения метана находится в пределах 923—1023 К и зависит от его концентрации, давления, состава атмосферы и рода воспламенителя. Температура нагрева продуктов взрыва метановоздушной смеси достигает 2420—2920 К при взрыве в замкнутом пространстве и 2120 К, если продукты взрыва расширяются свободно.
Максимальное давление продуктов взрыва метановоздушной смеси в замкнутом объеме наблюдается при содержании метана 9,5 %, когда кислород воздуха полностью расходуется на окисление метана, и составляет около 0,9 МПа. Легче всего воспламеняется метановоздушная смесь с объемной долей метана 7,5—8 %.
Для метана характерно запаздывание воспламенения при соприкосновении его с источником тепла (т. е. наличие индукционного периода), составляющее десятки секунд при температуре 920 К, но резко сокращающееся с ростом температуры источника воспламенения Причиной этого является специфика горения метана, который начинает диссоциировать и гореть лишь после поглощения определенного количества теплоты (92,5 кДж/моль). Максимальная скорость распространения пламени взрыва в начальный период в стехиометрической смеси составляет 0,67 м/с. С увеличением объемной доли метана в метановоздушной смеси часть его вследствие недостатка кислорода остается несгоревшей и ввиду высокой теплоемкости метана снижает температуру пламени, что приводит при объемной доле метана 14—16 % к полному самогашению и прекращению взрыва. Наличие индукционного периода у метана является предпосылкой безопасного применения предохранительных ВВ(взрывчатых веществ) во взрывоопасной метановоздушной смеси. Условием отсутствия взрывов взрывоопасной метановоздушной смеси является малый период разложения ВВ (намного меньше индукционного периода) либо снижение температуры продуктов разложения ВВ, что влечет за собой увеличение индукционного периода.
При взрыве метановоздушной смеси наблюдаются прямой удар взрывной волны, вызванный ростом давления при нагревании продуктов взрыва сгоревшим метаном, и обратный удар, вызванный конденсацией паров воды в продуктах взрыва. При взрыве метановоздушной смеси в полуограниченных объемах (например, в тупиковых или заперемыченных выработках) при направлении движения взрыва на забой (перемычку) взрывное горение может перерасти в детонацию, при которой скорость взрывной волны превышает (1,5 — 2)-103 м/с, а давление достигает 4—20 МПа.
КОНЕЦ ЦИТАТЫ.
После проработки теоретического материала, сделаем первые практические выводы:
1) Необходимо закладывать на кухню с газовой плитой два независимых вентиляционных канала. Один для естественной тяги, второй для подключения механической вытяжки.
2) Необходимо устанавливать на кухне оконную раму в специальном исполнении. В конструкции рамы должно быть предусмотрено не снижаемое минимальное поступление свежего воздуха. Рама в случае взрыва должна раскрываться, для предотвращения перехода взрывного горения в детонацию.
Выполнение данных условий, мы локализуем взрыв одной квартирой. С метаном как мне кажется все просто.
ЦИТАТА
"Тяжелые углеводороды: этан (С2Н6), пропан (С3Н8), бутан (С4Н10) — взрывчаты, обладают слабым наркотическим действием. Выделяются при разработке слабометаморфизованных углей, могут образовываться при взрывных работах".
В случае пропан-бутана необходимо говорить об разумных ограничениях. К сожалению, природа нашего чиновничества такова, что любое ограничения приводят к страданиям пользователей. На сегодняшний день у меня нет разумных рекомендаций по тяжелым углеводородам. Помогите!
Г-н Губкин Андрей 2005, большее спасибо за умение вовлекать людей в дискуссию, и за хорошую работу. Сам пописываю в рубрике "Мир глазами инженера" мой текст должен был там появиться. К сожалению г-н
LordN никак не отреагировал на работу, которую для него выполнил. Если кому-то интересно мое мнение, и Вы получили ответ. У Вас есть три варианта ответа:
1) Спасибо, понравилось.
2) Спасибо, не понравилось.
3) Спасибо, больше так не делайте.
Г-н
LordN, отреагируйте пожалуйста, задерживаете работу проекта.
Г-н Губкин Андрей 2005, буду рад с Вами поработать.
С уважением ко всем, ТК.