Температура сгорания кислорода: Химия пламени

Кислород. O2 балонный. по ГОСТ 5583-78. Основные физические и химические свойства. Чистота. Опасность.


ГОСТы, СНиПы

Карта сайта TehTab.ru

Поиск по сайту TehTab.ru

Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница / / Техническая информация/ / Свойства рабочих сред/ / Кислород O2 (хладагент R732) / / Кислород. O2 балонный. по ГОСТ 5583-78. Основные физические и химические свойства. Чистота. Опасность.

Кислород. O2 балонный. по ГОСТ 5583-78. Основные физические и химические свойства. Чистота. Опасность.

Кислород технический (сорт I по ГОСТ 5583-78)

Техническое наименованиеКислород газообразный
Химическая формула O2
Номер по списку OON1072
Класс опасности при перевозках2. 1
Физические свойства
Физическое состояние при нормальных условиях газ
Плотность, кг/м3 при нормальных условиях (101,3 кПа, 20oC) 1,33
Температура кипения,оС при 101,3 кПа -183
Температура 3-ной точки и равновесное ей давлениеоС, (МПА) -218,8 (0,0146)
Растворимость в воде незначительная
Пожаро- и взрывоопасность пожаро и взрывобезопасен
Стабильность и химическая активность
СтабильностьСтабилен
Реакционная способность Сильный окислитель, поддерживает горение
Температура воспламенения,оС
с воздухом
с кислородом
Пределы воспламенения, объемные доли, %газа
с воздухом
с кислородом
Опасность для человека
ПДК, мг/м3
Токсическое воздействиене токсичен
Экологическая опасностьУвеличение содержания кислорода в вохдухе не влияет на окружающую среду
Средства пожаротушенияНе допускается использование пенных огнетушителей. Использовать углекислотные огнетушители, воду и др.

Кислород технический (сорт I по ГОСТ 5583-78)

Объемная доля кислорода,% не менее99,7
Массовая концентрация водяных паров при 20oC и при 101,3 кПа,г/м3, не более0,05
Объемная доля водорода,% не более0,03
Содержание щелочи запрашивайте производителя

Дополнительная информация от TehTab.ru:


Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама на сайте

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер.
Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Кислород газообразный технологический компримированный (в баллонах)

Для хранения и перевозки кислорода под избыточным давлением 150 кгс/см2 применяют баллоны.

Окрашивают баллоны с кислородом в голубой цвет, а на наружной поверхности наносится черной краской надпись «Кислород».

Во избежание ошибочного наполнения кислородом баллонов из-под горючих газов и наоборот вентили баллонов для горючих газов снабжают левой резьбой.

Арматура на баллонах со сжатым кислородом должна быть исправной и обеспечивать герметичность.

Перевозить наполненные кислородом баллоны нужно на рессорном транспорте или на автокарах в горизонтальном положении с обязательными прокладками между ними.

Допускается перевозка баллонов в вертикальном положении в специальных приспособлениях, исключающих удары и падения. На баллонах при перевозках должны быть предохранительные колпаки.

Баллоны, наполненные кислородом, хранят в специальных складских помещениях или на открытых площадках под навесом, защищающим баллоны от атмосферных осадков и прямых солнечных лучей.

Кислород газообразный технологический компримированный по физико-химическим свойствам соответствует ТУ 113-03-452-92:

Наименование показателя

Норма

1 Объемная доля кислорода, %, не менее

95

2 Объемная доля водорода, %, не менее

0,7

3 Массовая концентрация водяных паров в г/м3 при н. у., не более (что соответствует температуре насыщения кислорода при давлении 760 мм рт.ст. в 0С не выше минус 43)

 

0,07

Химические и физические свойства

Кислород обладает высокой химической активностью и образует оксиды со всеми химическими элементами, кроме инертных газов.

Кислород при нормальных условиях является бесцветным газом; он не имеет запаха, вкуса и несколько тяжелее воздуха.

При охлаждении кислорода под атмосферным давлением до температуры минус 183 0С он превращается в прозрачную голубоватую легкоподвижную жидкость, быстро испаряющуюся при комнатной температуре.

Горючие газы (водород, ацетилен, метан и др.) образуют с кислородом сильно взрывчатые смеси. Смазочные масла, а также их пары, при соприкосновении с чистым кислородом способны окисляться, а при определенных условиях и самовоспламеняться со взрывом. Если кислород находится под повышенным давлением, то опасность самовоспламенения горючих веществ и взрыва увеличивается.

Производство

Сырьем для промышленного получения кислорода методом криогенной ректификации является атмосферный воздух.

Сферы применения

Кислород завоевал популярность и нашел применение в различных производственных направлениях, таких как:

  • металлургическая промышленность – при конвертерной обработке металла, для отделения золота от руды, выплавки цветных металлов, газопламенной сварки и резки металла; выплавка чугуна и стали
  • в теплоэнергетике для розжига твердого топлива и прессования водно-угольной смеси;
  • химическая промышленность – при производстве различных кислот и веществ;
  • для бурения твердых пород в горнодобывающем производстве;
  • военное дело – для приведения в работу дизельных двигателей на подводных лодках, а также в ракетных двигателях в качестве окислителя для ракетного топлива;
  • сельскохозяйственное производство – для насыщения кислородом водоемов при разведении рыбы, обогащение кислородом пищи для животных.

Токсичность/Опасность

Кислород — нетоксичное вещество, не оказывающее вредного влияния на окружающую среду.

Он не воспламеняется и не взрывоопасен, но являясь сильным окислителем, резко увеличивает способность других материалов к горению.

В атмосфере, обогащенной кислородом, горючие вещества становятся более опасными: легче загораются, имеют более низкую температуру самовоспламенения, более широкий диапазон концентрационных пределов распространения пламени паров в результате значительного возрастания верхнего предела распространения пламени, большую скорость выгорания и полноту сгорания.

Для обеспечения безопасности при работе с кислородом необходимо исключить присутствие на поверхностях, контактирующих с кислородсодержащими средами, жиро-масляных отложений.

При работе с кислородом запрещается носить спецодежду из синтетических материалов, могущих вызвать накопление зарядов статического электричества.

Поскольку кислород тяжелее воздуха, он имеет свойство накапливаться в приямках, канавах. Поэтому все помещения должны быть оборудованы вентиляцией. После работы желательно проветрить одежду в течение получаса, так как ткани и волосы могут насыщаться кислородом.

Нахождение в природе

Кислород – наиболее распространенный в природе химический элемент. Он входит в состав многих органических веществ и присутствует во всех живых клетках.

На его долю (в составе различных соединений), приходится около 47,4 % массы твердой земной коры. Морские и пресные воды содержат огромное количество связанного кислорода — 88,8 % (масс.), в атмосфере содержание свободного кислорода составляет 21 % (об.). Элемент кислород входит в состав более 1 500 соединений земной коры.

Кислород способствует большинству органических жизненных процессов, главный из которых – дыхание.

Обратите внимание на другие сферы деятельности ОХК «Щекиноазот»:

  • спанбонд (нетканое полотно)
  • сухой лёд (гранулированный)
  • гидроизоляционные мембраны, не подверженные гниению и плесени.

Просмотреть прайс-лист

Горячее пламя: Все ли языки пламени имеют одинаковую температуру?

Все ли языки пламени имеют одинаковую температуру? Если нет, то что заставляет их температуру различаться?

Элизабет Бромэм , Каллиста, Виктория, Австралия

Пламя возникает, когда два газа вступают в реакцию с выделением тепла и света. Различные реакции производят разное количество тепла, поэтому нет, не все языки пламени имеют одинаковую температуру. Кто невредимым провел пальцами по желтому пламени свечи, но обжегся голубым пламенем газовой плиты, поймет это.

Роб Леа , Лондон, Великобритания

Реклама

Пламя может иметь температуру от 600°C до более чем 3000°C. Одним из факторов является энергия, выделяемая при сгорании топлива. Ацетилен, например, горит очень сильно из-за тройной связи между атомами углерода в нем.

Другие факторы, повышающие температуру пламени, включают использование чистого кислорода, а не воздуха, наличие необходимого количества кислорода для обеспечения полного сгорания топлива и низкое тепловое излучение в окружающую среду. Голубое пламя обычно более горячее, чем светящееся пламя, такое как свеча, потому что в светящемся пламени частицы углерода, образующиеся при неполном сгорании, излучают энергию в виде инфракрасного излучения и видимого света.

Все это объясняет, почему кислородно-ацетиленовое пламя используется в горелках для сварки и резки: пламя, образующееся при сжигании ацетилена в чистом кислороде, достаточно горячее, чтобы расплавить сталь.

John Rowland , Дерби, Великобритания

Пламя существует потому, что атомы или молекулы, содержащие высокоэнергетические внешние электроны, реагируют друг с другом. Это означает, что они обмениваются электронами и оседают как стабильные молекулы. Электроны освобождаются от химических связей, и хотя образующиеся молекулы могут быть стабильными, они движутся с большими скоростями, поэтому они горячие.

Обычное бытовое пламя для обогрева и освещения достигает температуры примерно от 800°C до 1000°C. Ацетилен, сожженный в кислороде, может нагреваться почти до 3500°C благодаря концентрации очень активных электронов, которые удерживают тройную углеродную связь вместе. Атомы углерода соединяются с поступающими атомами кислорода на очень высоких скоростях, высвобождая сверхзвуковые молекулы окиси углерода, которые, в свою очередь, образуют двуокись углерода. Вся эта скорость приводит к большому количеству тепла в очень маленьком объеме.

 

Чтобы ответить на этот вопрос или задать новый, напишите по адресу lastword@newscientist.com.

Вопросы должны представлять собой научные исследования о повседневных явлениях, а вопросы и ответы должны быть краткими. Мы оставляем за собой право редактировать элементы для ясности и стиля. Пожалуйста, укажите почтовый адрес, номер телефона для работы в дневное время и адрес электронной почты.

New Scientist Ltd сохраняет за собой полный редакционный контроль над опубликованным контентом и оставляет за собой все права на повторное использование материалов вопросов и ответов, которые были отправлены читателями на любом носителе или в любом формате.

Вы также можете отправить ответы по почте: The Last Word, New Scientist, 25 Bedford Street, London WC2E 9ES.

Применяются положения и условия.

адиабатическая_температура_пламени

Эта статья или раздел могут содержать оригинальные исследования или непроверенные заявления.
Пожалуйста, улучшите статью, добавив ссылки. Смотрите страницу обсуждения для подробностей. (январь 2008 г.)

При изучении горения различают два типа адиабатической температуры пламени в зависимости от того, как завершается процесс: постоянный объем и постоянное давление. Постоянная объемная адиабатическая температура пламени – это температура, возникающая в результате полного процесса горения, который происходит без какой-либо работы, передачи тепла или изменения кинетической или потенциальной энергии. Это максимальная температура, которая может быть достигнута для данных реагентов, потому что любой перенос тепла от реагирующих веществ и/или любое неполное сгорание будет иметь тенденцию к снижению температуры продуктов. Адиабатическая температура пламени при постоянном давлении – это температура, возникающая в результате полного процесса горения, происходящего без передачи тепла или изменения кинетической или потенциальной энергии. Его температура ниже, чем в процессе постоянного объема, поскольку часть энергии используется для изменения объема системы (т. е. для создания работы).

Дополнительные рекомендуемые знания

Содержимое

  • 1 Общее пламя
  • 2 Общие температуры пламени
  • 3 Термодинамика
  • 4 См. также

Общее пламя

В повседневной жизни подавляющее большинство источников пламени, с которыми приходится сталкиваться, связаны с органическими соединениями, включая дерево, воск, жир, обычный пластик, пропан и бензин. Температура адиабатического пламени при постоянном давлении таких веществ в воздухе находится в относительно узком диапазоне около 1950°С. Это связано с тем, что с точки зрения стехиометрии при сгорании органического соединения с n атомов углерода разрывается примерно 2 n связей C–H, n связей C–C и 1,5 n O 2 связей. с образованием примерно n молекул CO 2 и n H 2 молекул O.

Поскольку большинство процессов сгорания, которые происходят естественным образом, происходят на открытом воздухе, ничто не ограничивает газ в определенном объеме, как цилиндр в двигателе. В результате эти вещества будут гореть при постоянном давлении, позволяя газу расширяться во время процесса.

Общие температуры пламени

При исходных атмосферных условиях (1 бар и 20°C) в следующей таблице приведены значения адиабатической температуры пламени для различных газов в условиях постоянного объема. Упомянутые здесь температуры относятся к стехиометрической смеси топливо-окислитель (т. е. коэффициент эквивалентности φ = 1).

6

Адиабатическая температура пламени (постоянный объем) обычных газов
Топливо Окислитель T a d (°C) T a d (°F)
Ацетилен ( C 2 H 2 ) воздух 2,500
Ацетилен ( C 2 H 2 ) Кислород 3,1000 9,600670 9,600670 350966
Бутан ( C 4 H 10 ) воздух 1 970 3 578
Бутан ( C 4 H 10 ) Кислород 2,7518
Метан ( C H 4 ) воздух 1 950 3 542
Природный газ Воздух ~1950 ~3542
Пропан ( C 3 H 8 ) воздух 1,980
Пропан ( C 3 H 8 ) Кислород 2 759
МАПП газ ( C 3 H 4 ) воздух 2,010 3 650
Газ МАПП ( C 3 H 4 ) Кислород 2,9275 9,300670

Термодинамика

Из первого закона термодинамики для замкнутой реагирующей системы имеем:

R Q P R W P = U P = U . 0010 P U R

where, R Q P and R W P are the heat и работа, переданная в процессе, соответственно, а U R и U P — внутренняя энергия реагентов и продуктов соответственно. В случае адиабатической температуры пламени с постоянным объемом объем системы поддерживается постоянным, поэтому работа не происходит.

и теплообмен отсутствует, так как процесс определен как адиабатический: R Q P = 0. В результате внутренняя энергия продуктов равна внутренняя энергия реагентов: U P = U R . Поскольку это закрытая система, масса продуктов и реагентов постоянна, и первый закон можно записать на основе массы,

.

В случае адиабатической температуры пламени при постоянном давлении давление в системе поддерживается постоянным, что приводит к следующему уравнению для работы:

Теплопередача снова не происходит, поскольку процесс определяется как адиабатический:

Вспоминая определение энтальпии, получаем: H P = H R . Поскольку это закрытая система, масса продуктов и реагентов постоянна, и первый закон можно записать на основе массы,

.

Мы видим, что адиабатическая температура пламени процесса постоянного давления ниже, чем у процесса постоянного объема. Это связано с тем, что часть энергии, выделяемой при сгорании, идет на изменение громкости системы управления. Одна аналогия, которая обычно проводится между двумя процессами, — это сгорание в двигателе внутреннего сгорания. Считается, что для адиабатического процесса с постоянным объемом сгорание происходит мгновенно, когда поршень достигает вершины своей вершины (цикл Отто или цикл постоянного объема). Для адиабатического процесса с постоянным давлением, когда происходит сгорание, поршень движется, чтобы поддерживать постоянное давление (дизельный цикл или цикл постоянного давления).

Если предположить, что горение идет до конца (т.е. C O 2 и H 2 O ), мы можем рассчитать адиабатическую температуру пламени либо вручную, либо при стехиометрическом режиме. стехиометрии (избыток воздуха). Это связано с тем, что имеется достаточно переменных и молярных уравнений, чтобы сбалансировать левую и правую части,

Богатая стехиометрия, не хватает переменных, потому что сгорание не может быть завершено, по крайней мере, при C O и H 2 нужны для молярного баланса (это самые распространенные неполные продукты сгорания),

Однако, если мы включим реакцию конверсии водяного газа,

и используем константу равновесия для этой реакции, у нас будет достаточно переменных для завершения расчета.

Различные виды топлива с разным уровнем энергии и молярными составляющими будут иметь разные адиабатические температуры пламени.

На следующем рисунке видно, почему нитрометан ( C H 3 N O 2 ) часто используется в качестве усилителя мощности для автомобилей. Поскольку в его молекулярном составе содержится два моля кислорода, он может гореть намного горячее, потому что наряду с топливом он обеспечивает свой собственный окислитель. Это, в свою очередь, позволяет создавать большее давление во время процесса с постоянным объемом. Чем выше давление, тем больше сила, действующая на поршень, создает больше работы и больше мощности в двигателе. Интересно отметить, что он остается относительно горячим, богатым по стехиометрии, поскольку содержит собственный окислитель. Однако постоянная работа двигателя на нитрометане в конечном итоге приведет к расплавлению поршня и/или цилиндра из-за более высокой температуры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *