Рассчитать параметры пожара компактного газового фонтана: дебит D, теплоту пожара qп, коэффициент излучения пламени

Рассчитать параметры пожара компактного газового фонтана: дебит D, теплоту пожара qп, коэффициент излучения пламени в окружающую среду f. Определить расстояние L, на котором плотность теплового потока равна 10 и 20 кВт/м2. Состав газа: 80% метана, 12% сероводорода, 3 % пропана, 2 % азота и 3 % сероуглерода. Высота факела Нф – 50 м, высота скважины – 1 м, внутренний диаметр трубы – 95 мм.

Дебит фонтана рассчитывается по формуле (1.7):
D ≈ 0,0025Нф ≈ 0,0025 · 502 = 6,25 млн м3 /сут.
Теплота пожара qп, кВт, определяется по формуле (1.6):
qп = vм абс Qнβ
Для газовых фонтанов коэффициент β ≈ 1, скорость сгорания равна секундному расходу газа νг. Соответственно значение Qн следует подставлять в кДж/м3 , т. е.
qп = νгQнсм
Низшая теплота сгорания смеси газов определяется по формуле:
Qнсм= ΣQнiаi ,
где Qнi – низшая теплота сгорания i-го горючего компонента;
аi – доля i-го компонента в смеси. Подставив значения Qнi каждого горючего компонента в формулу, получим:
Qнсм = 0,8 · 802 + 0,12 · 5610 + 0,03 · 2044 +0,03 · 13800 = 1790 кДж/моль = 79911 кДж/м3

.
Секундный расход газа:
νг = 6,25 · 106 / (24 · 60 · 60) =72,3 м 3 /с.
Теплота пожара данного фонтана:
qп = 72,3 · 79911= 5777544,6 кВт = 5777,545 МВт.
Коэффициент излучения представляет собой долю теплоты сгорания, теряемую в виде лучистой энергии в окружающую среду.
Для углеводородных горючих он находится по формуле (1.8):
f = 0,05 M
Средняя молярная масса горючих компонентов смеси равна (см