《消防燃燒學(xué)》模擬試卷A答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

精品文檔，知識共享！1精品文檔，知識共享！1《消防燃燒學(xué)》模擬試卷 A答案及評分標(biāo)準(zhǔn)《消防燃燒學(xué)》模擬卷（A）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、名詞解釋（每題2分，共20分）［評分標(biāo)準(zhǔn)］（1）要點(diǎn)正確，得滿分。（2）要點(diǎn)不正確，不得分。1、著火：答:指直觀中的混合物反應(yīng)自動(dòng)加速，自動(dòng)升溫以引起空間某個(gè)局部最終在某個(gè)時(shí)間有火焰出現(xiàn)的過程。2、爆炸極限：答:可燃?xì)馀c空氣組成的混合氣體遇火源能發(fā)生爆炸的可燃?xì)庾畹蜐舛龋ㄓ皿w積百分?jǐn)?shù)表示），稱爆炸下限，可燃?xì)庾罡邼舛确Q爆炸上限。3、火焰前沿：答：已燃區(qū)和未燃區(qū)之間形成的明顯的分界線，即反應(yīng)區(qū)。4、層流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋捍?火焰前沿相對于未燃?xì)獾姆ㄏ蛩俣取?、液體爆炸溫度極限：答:蒸氣爆炸濃度上、下限所對應(yīng)的液體溫度稱為可燃液體的爆炸溫度上、下限。6、液體飽和蒸汽壓答:在一定溫度下，液體和它的蒸氣處于平衡狀態(tài)時(shí)，蒸氣所具有的壓力叫飽和熱氣壓，簡稱蒸氣壓。7、燃燒反應(yīng)速度答:單位時(shí)間內(nèi)在單位體積中反應(yīng)物消耗或生成物產(chǎn)生的摩爾數(shù)。8、滅火滯后答：要使系統(tǒng)滅火，必須使系統(tǒng)處于比著火更不利的條件下才能實(shí)現(xiàn)。這種現(xiàn)象稱為滅火滯后現(xiàn)象。9、電極熄火距離答：電極距離d小于dp時(shí)，無論多大的火花能量都不能使混氣引燃，這個(gè)不能引燃混氣的電極間最大距離dp,稱為電極熄火距離。10、分解燃燒答:在受到火源加熱時(shí)，先發(fā)生熱分解，隨后分解出的可燃揮發(fā)份與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。二、簡答(每題7分，共56分)［評分標(biāo)準(zhǔn)］(1)要點(diǎn)回答準(zhǔn)確完整，可得滿分。(2)要點(diǎn)回答不夠準(zhǔn)確完整，可根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)酌情扣分。 (3)觀點(diǎn)有嚴(yán)重錯(cuò)誤，該題不得分。1、物質(zhì)的濃度、溫度和反應(yīng)活化能如何影響反應(yīng)的速率。Exys,答：反應(yīng)速度可以表示為：V=KCCexp(),可以看出：sOsFoxRTs反應(yīng)速度與物質(zhì)濃度成正比，幕次為反應(yīng)級數(shù)。反應(yīng)速度與溫度成指數(shù)關(guān)系，溫度越高，反應(yīng)速度越快。反應(yīng)速度與活化能成負(fù)指數(shù)關(guān)系，活化能越大，反應(yīng)速度也慢。2、在討論謝苗諾夫熱自燃機(jī)理時(shí)，作如下假設(shè)：?體積為V,表面積為S;?內(nèi)部氣體溫度為T,且各處均相同；?內(nèi)部無對流，容器與環(huán)境存在對流換熱，對流換熱系數(shù)保持不變 ；?著火前后物質(zhì)濃度變化很小。試從放熱速率和散熱速率表達(dá)公式說明所做假設(shè)給處理問題帶來的好處與不足。已知kERT,/放熱速率qHVKCe,,,散熱速率。qShTT,,()201CnAkERT,/答：放熱速率qHVKCe,,,散熱速率。可知：qShTT,,()201CnA第2條假設(shè)為計(jì)算放熱速率和散熱速率都提供了便利(不用積分)。第3條假設(shè)為計(jì)算散熱速率提供了便利。第4條假設(shè)為計(jì)算放熱速率提供了便利(不用積分)。不足之處是為計(jì)算放熱速率和散熱速率帶來了誤差。3、木材的燃燒主要包括哪幾個(gè)階段？為什么其中的有焰燃燒是木材火災(zāi)發(fā)展過程中有決定意義的階段？答:木材的燃燒比較明顯地存在兩個(gè)階段：一是有焰燃燒階段，即木材的熱分解產(chǎn)物的燃燒。在此過程中，木材的成份逐漸發(fā)生變化，氫和氧的含量減少，碳的含量相對增多。二是無焰燃燒階段，即木炭的表面燃燒。其中在有焰燃燒階段，火焰溫度高、燃燒時(shí)間短、火勢擴(kuò)展快，起著決定性意義。4.試說明惰性氣體對爆炸極限的影響，并用燃燒學(xué)理論加以解釋。對預(yù)防氣體爆炸有何指導(dǎo)作用，答：惰性氣含量越高爆炸極限越窄危險(xiǎn)性越小。根據(jù)分子碰撞反應(yīng)理論，惰性氣體的加入，在碰撞過程中惰性氣體分子吸收了反應(yīng)物分子的能量，是的活性分子的數(shù)量減少，降低了反應(yīng)速度。對預(yù)防氣體爆炸的指導(dǎo)作用是：在可燃?xì)獍l(fā)生泄漏的場所，可沖入惰性氣體加以保護(hù)。5.試根據(jù)右圖一維預(yù)混氣燃燒的馬蘭特模型，推導(dǎo)層流火焰?zhèn)鞑ニ賒T度S(導(dǎo)熱定律可描述為，假定反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度為線性，,,qLdx分布)。答:化學(xué)反應(yīng)區(qū)通過界面導(dǎo)出的熱量等于預(yù)熱區(qū)吸收的熱量，即能量平衡。反應(yīng)區(qū)內(nèi)溫度梯度為：TT,dTmi,dx6c熱平衡方程為：TT,miGCTTFK(),,,Pi6C其中，得到層流火焰?zhèn)鞑ニ俣葹椋篏,,,,,,pFupSF,lKTTTT()(),,mimiSa,,lpCTT()(),,6TT6,,,PiCiC6、試說明下式所表達(dá)的含義，并說明下列因素對液體燃燒速度的影響，并說明道理。*,,QG,LC(tt)-VP21(1)初溫的影響(2)油罐直徑的影響(3)容器中可燃液體高度(4)液體含水量(5)有機(jī)同系物液體密度(6)風(fēng)的存在答:G表示液體燃燒速度，即單位時(shí)間內(nèi)液體燃燒的質(zhì)量。■,,表小液體表面所接收的熱量Q表小液體的蒸發(fā)熱LV表示液體的平均等壓比熱。CP,液體的初始溫度、液體的表面溫度，從這個(gè)公式可以很容易確定初溫，液ttt121體含水量()，液體密度()XtG的影響；油罐直徑、液體高度、風(fēng)的存在影響CLPV■,,著液體表明接收到的熱量。Q7、什么是沸溢，其形成條件是什么，答：熱波在油品中傳播時(shí)，乳化水或自由水蒸發(fā)，形成大量油包氣氣泡，最后發(fā)生向外溢出的現(xiàn)象。沸溢的發(fā)生條件：(1)原油具有形成熱波的特性；(2)原油中含有乳化水或自由水；(3)原油的粘度較大。8、如何正確理解燃燒的條件？根據(jù)燃燒條件，可以提出哪些防火和滅火方法？答:燃燒條件分為必要條件和充分條件。必要條件是：可燃物、氧化劑、點(diǎn)火源。充分條件是：防火方法：要發(fā)生燃燒還必須滿足其他條件，如可燃物和助徽物有一定的數(shù)量和濃度，點(diǎn)火源有一定的溫度和足夠的熱量等。1、控制可燃物；2、隔絕空氣；3、消除點(diǎn)火源滅火方法：1、隔離法;2、室息法；3、冷卻法三、計(jì)算題(第一題8分，共24分)［評分標(biāo)準(zhǔn)］(1)計(jì)算公式使用正確、計(jì)算結(jié)果正確，可得滿分。(2)計(jì)算公式不正確，可根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)酌情扣分。(3)計(jì)算結(jié)果不正確，扣1分。31、已知1kg木材燃燒產(chǎn)物組成為:CO0.0358kmol(0.803m),水0.0382kmol233(0.856m),氮?dú)?.1533kmol(3.433m),試估算這種木材的理論燃燒溫度。C、H、QN的分子量分別為12、1、16、28。該木材的高位熱值為16458kj/kg,低位熱值為15528kj/kg。燃燒溫度大約在1800~1900叱問，可供選用的物性數(shù)據(jù)見表1和表2。表1某些氣體的恒壓熱容與溫度的關(guān)系2()CabTcTkjkmolK,,,(/.)P36氣體名稱abX10cX10溫度范圍(K)二氧化碳26.7542.258-14.25300-1500水蒸氣29.1614.49-2.022273-3800氮?dú)?7.326.226-0.9502273-3800氧氣28.176.297-0.7494273-3800表2各種氣體的平均恒壓熱容(溫度由273K到TK之間的平均值)333溫度(T)C(CO)KJ/mKC(N)KJ/mKC(HO)KJ/mKp2p2p219732.37431.46121.900020732.39151.46871.921321732.40741.47581.942322732.42211.48251.962823732.43591.48921.9824答:根據(jù)能量平衡計(jì)算理論燃燒溫度，,其中為可燃物的低位熱值， 為摩爾熱容QnC(TT),,,CQPP21PP,其中為可燃物的低位熱值，為體積熱容 QVC(TT,,,)CQPP21PP2如按第一種算法，摩爾熱容可用公式帶入計(jì)算，求解一元三次方程，CabTcT,,,P不易求解?，F(xiàn)按逼近法求解，由于定壓熱容與溫度有關(guān)，所以需首先估計(jì)一個(gè)溫度T,C1P根據(jù)這個(gè)溫度計(jì)算定壓熱容，計(jì)算燃燒產(chǎn)物吸熱量，如果，說明估計(jì)溫度CQQ<QP11/P于理論燃燒溫度；重新估計(jì)一個(gè)溫度T,根據(jù)這個(gè)溫度計(jì)算定壓熱容,計(jì)算CT<T2P1P燃燒產(chǎn)物吸熱量，使得，即估計(jì)溫度大于理論燃燒溫度則，因此理論QQ>QT>T22P2P燒溫度滿足下式：T>TT,21PTT,21TT(QQ),,,,P1P1QQ,21首先假定T=2073K,1Q=(0.803*2.3915+0.856*1.9213+3.433*1.4687)*(2073-273)=15493<155281再假定T=2173K,2Q=(0.803*2.4074+0.856*1.9423+3.433*1.4758)*(2173-273)=16458>155282因此T=2073+(15528-15493)/(16458-15493)*100=2076.6Kp校正Q=(0.803*2.3915+0.856*1.9213+3.433*1.4687)*(2076.6 -273)=15523.7kJ近似等于實(shí)際發(fā)熱量15528,計(jì)算可以結(jié)束。2、某可燃?xì)饨M成為：H-12.4%,CO-27.3%CO-6.2%,CH-0.7%,N-53.4%;2242求煤氣的爆炸極限。已知多組分可燃?xì)獗O限計(jì)算公式 ：100x%,(上下or)PPPP3i12,,,,NNNN123i幡性氣體/可燃?xì)怏w答:查圖得到爆炸極限H+COA的爆炸極限范圍：6%~70%22CO+Nfi的爆炸極限范圍:40%~73%2代入萊-夏特爾公式計(jì)算100x,,%19%下18.680.70.7,,6.0405.0100x,,%70.93%上18.680.70.7,,707.3153、甲醇、乙醇飽和蒸氣壓分別為11822Pa和5866Pa(20?),兩種可燃?xì)怏w的爆炸極限分別為6.72%~36.5%,3.28,-18.95% ,問混合貯存是否有危險(xiǎn)，解：(1)甲醇、乙醇的蒸汽濃度為11822Pa/101325Pa=11.67%5866Pa/101325Pa=5.79%總可燃?xì)鉂舛葹?1.67+5.79=17.46%(2)為了利用給出的條件，需要把可燃?xì)膺M(jìn)行分組：組成1:甲醇11.67%組成2:乙醇5.79%組成1的爆炸極限為:6.72%?36.5%組成2的爆炸極限為:3.28