ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Элементы химической термодинамики 8- 1. Химическое равновесие из "Техническая термодинамика " При течении электропроводящей жидкости или ионизованного газа по каналу, находящемуся в поперечном магнитном поле, в газе возникает индуцированный электрический ток, который может быть выведен с помощью электродов наружу, Таким образом, поток электропроводящей газа жидкости или газа при наличии магнитного поля может служить генератором электрической энергии подобные генераторы называют магни-то-гидродинамическими или сокращенно МГД-генераторами (рис. 7-24). [c.301] Степень ионизации газа, т. е. отношение числа имеющихся в газе заряженных частиц (электронов или ионов) к сумме нейтральных частиц заряженных частиц одного знака тем больше, чем выше температура и чем меньше потенциал ионизации атома газа. С увеличением степени ионизации возрастает электропроводность газа (рис. 7-25). Величину электропроводности газа можно заметно увеличить путем добавления небольшого количества паров вещества с малым потенциалом ионизации, например, цезия. [c.301] Здесь К есть зависящая от температуры величина, а Я пропорциональна парциальному давлению паров вещества с малым потенциалом ионизации. Благодаря добавке паров цезия газы будут обладать заметной величиной электропроводности уже при температурах, несколько больших тысячи градусов. [c.301] Предположим, что течение электропроводящего газа происходит по каналу прямоугольного сечения со стенками ширины а и й и с осью, параллельной оси Oz. Движение газа предполагается турбулентным, причем поперечное сечение канала изменяется по длине достаточно медленно. В этих условиях можно считать, что каждый из параметров текущего газа имеет во всех точках поперечного сечения канала одно и то же значение, равное его средней величине. [c.301] к стенкам канала приложено поперечное магнитное поле, направленное по оси Ох, напряженность которого равна Я(г) и поперечное, параллельное оси Оу, электрическое поле с напряженностью E z) (рис. 7-26). [c.301] Мы будем считать, что изменение магнитного и электрического полей вдоль длины канала происходит весьма медленно, а величина Re, невелика. Е1 этих условиях моясно пренебрегать индуцированным магнитным полем и считать, что значения Н я Е внутри канала такие же, как на его стенках. [c.302] Знак минус появляется потому, что векторы j я Е направлены противоположно. [c.302] Здесь qp есть количество тепла, полученного газом с 1 м боковой поверхности канала на участке dz. [c.303] Совершенно очевидно, что tia.r меньше единицы и поэтому EIw iqH . Не следует, однако, забывать, что это утверждение относится к тому случаю, когда электрическая мощность отводится от текущего газа во вне (а не подводится к нему извне в этом последнем случае отношение EIw iqH может иметь значение, большее единицы. Однако, это будет уже не генераторный режим течения, рассматриваемый нами, а так называемый моторный режим). [c.304] Уравнение (7-62) позволяет произвести полный анализ течения газа в канале МГД-генератора. [c.304] Предположим, что режим течения генераторный, т. е. [c.304] НОИ скорости звука, разность w---обратилась в нуль, т. е. генераторный к. п. д. был бы равен единице. Режим течения после непрерывного перехода сверхзвукового потока в дозвуковой будет уже не генераторным, а моторным, при котором к газу извне должна подводиться электрическая энергия. [c.304] В общем случае течения, когда в потоке действуют силы трения и имеет место теплообмен, следует пользоваться полным уравнением (7-62). [c.304] На рис. 7-27 проведены имеющиеся опытные данные для при больших числах Гартмана в логарифмических координатах экспериментальные точки хорошо ложатся на прямую, вытекающую из первой формулы для I. [c.305] Первая формула относится к случаю Ha2/R e l вторая к случаю HaVR e l. Обе формулы имеют силу для тех же значений чисел Рейнольдса, что и приведенные выше формулы для т. е. для R e 10 . [c.305] Химические процессы превращения одних веществ в другие играют большую роль в технике. Достаточно вспомнить, что тепло, которое в различного рода тепловых двигателях преобразуется в полезную работу, получается путем сжигания топлива, т. е. является результатом химической реакции горения. [c.305] Основные законы термодинамики, в частности первое и второе на- чало термодинамики, справедливы для всех макроскопических, а следовательно, и для химических процессов. Целью настоящей главы является показать, как основные законы термодинамики применяются к химическим процессам. [c.305] Любая химическая реакция может происходить как в прямом, так. и в обратном направлении. [c.306] Таким образом, по мере развития процесса скорость прямой реакции уменьшается, а скорость обратной реакции возрастает. В некоторый момент времени скорости обеих реакций станут одинаковыми, т. е. в единицу времени будет столько же образовываться NH3, сколько будет его распадаться. Начиная с этого момента состав газовой смеси и параметры ее не будут меняться, т. е. смесь будет находиться в состоянии химического равновесия. [c.306] Химическое равновесие является подвижным, или динамическим равновесием, устанавливающимся при равенстве скоростей протекания, прямой и обратной реакций. [c.306] Вернуться к основной статье