Справочник работника газовой промышленности (стр. 5 )

Средняя молекулярная масса смеси есть отношение количества смеси в единицах массы к числу молей смеси:

.

Таким образом, средняя молекулярная масса смеси газов равна сумме произведений относительной молекулярной массы на молярную концентрацию компонента:

.

Средняя молекулярная масса смеси газов выражается через массовую концентрацию и относительную молекулярную массу компонентов.

Массовые и молярные концентрации находятся в следующих соотношениях:

;

.

Объемной концентрацией называется отношение объема компонента при давлении и температура смеси газа к объему смеси :

Молярные концентрации компонентов смесей идеальных газов тождественны объемным концентрациям.

Объемные концентрации компонентов смеси газов

,

где - парциальное давление газа; - давление смеси.

Горение газов

Теплота сгорания - количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании определенного объема или массы газа. Минимальное количество кислорода или воздуха, необходимого для полного сгорания, а также теоретический состав продуктов сгорания (СО, НО, N) приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Минимальное количество кислорода или воздуха, необходимое для полного сгорания газов, и продукты сгорания (в м на 1 м)

#G0Газ	Кислород	Воздух	СО	HO	N
Ацетилен	2,5	11,9	2	1	9,4
Бутан	6,5	30,95	4	5	24,45
Бутилен	6	28,58	4	4	22,58
Водород	0,5	2,38	-	1	1,88
Метан	2	9,52	1	2	7,52
Окись углерода	0,5	2,38	1	-	1,88
Пропан	5	23,8	3	4	18,8
Пропилен	4,5	21,43	3	3	16,93
Этан	3,5	16,67	2	3	13,17
Этилен	3	14,29	2	2	11,29

Примечание. Воздух с содержанием 21 % О и 79 % N.

Температура пламени при горении газа в смеси с воздухом и кислородом приведена в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Наивысшая температура пламени различных газов

#G0Горючий газ	Содержание газа в смеси с воздухом, % (по объему)	Температура пламени, °С
Аммиак	21	1700
Ацетилен	9	2325
н-Бутан	3,2	1895
изо-Бутан	3,2	1900
Бутилен	3,4	1930
Водород	31,6	2045
Метан	10	1830
Окись углерода	20	1650
	25	1930
	32	2100
	45	1850
Пропан	4,15	1925
Пропилен	4,5	1935
Этан	5,8	1895
Этилен	7	1975

#G0Скорость распространения пламени (в см/с) различных газов в смеси с воздухом
Ацетилен	131
Водород	267
Метан	35
Окись углерода	33
Пропан	32

При постепенном уменьшении или увеличении концентрации горючих компонентов в газовоздушной смеси достигается такая низшая или высшая их концентрация, при которой может происходить реакция горения. Высший и низший концентрационные пределы взрываемости газов в смеси с воздухом приведены в табл. 1.7.

Таблица 1.7

Концентрационные пределы взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре окружающей среды 20 °С и 0,1013 МПа

#G0 Газ	Концентрационные пределы взрываемости газов, % (по объему)
	нижний	верхний
Ацетилен	1,95	82
н-Бутан	1,5	8,5
изо-Бутан	1,9	8,5
Бутадиен	2	11,5
Бутилен	1,65	9,95
Водород	4	75
Метан	5	15,2
Окись углерода	12,5	75
Пентан	1,1	8
Пропан	2,1	9,5
Пропилен	2	15,7
Сероводород	4,3	45,5
Этан	2,5	15
Этилен	2,5	34

Концентрационный предел взрываемости смеси газов

,

где - низший (высший) предел взрываемости смеси газов; - объемные концентрации газов в смеси; - низший (высший) предел взрываемости каждого отдельного газа.

Газопроводы и аппараты после ремонта, а также вновь вводимые в эксплуатацию отводы продувают газом для вытеснения из них воздуха. Газ подается в газопровод осторожно с давлением менее 0,1 МПа. Для определения момента окончания вытеснения воздуха отбирают пробу газовоздушной смеси, после чего определяют содержание в ней кислорода. Вытеснение воздуха считается законченным, когда содержание кислорода в газе менее 1 %.

Для газа, пределы взрываемости которого равны 5-15 %, опасная концентрация кислорода составляет 17,8-20 % (табл. 1.8).

Таблица 1.8

Концентрация газа в газовоздушной смеси в зависимости от содержания кислорода

#G0Содержание кислорода, %	Концентрация газа в газовоздушной смеси, %
1			95,24
2			90,48
3			85,72
4			80,96
5			76,2
6			71,44
7			66,68
8			61,92
9			57,16
10			52,4
11			47,64
12			42,88
13			38,12
14			33,36
15			28,6
16			23,84
17			19,08
17,2			18,13
17,4			17,18
17,6			16,22
17,8 18 19 20 21		Взрывчатая смесь	15,27 14,32 9,56 4,8 0,04		Взрывчатая смесь

Теплота сгорания газов