Уравнение включающее химических компонент

Численное моделирование гиперзвукового обтекания тел встречается с некоторыми проблемами, характерными для описания высокотемпературных химически реагирующих течений. Во-первых, постановка задач включает масштабы времени химических и других релаксационных процессов, которые часто много меньше характерного газодинамического времени, связанного с конвекцией и диффузией. В этом случае система дифференциальных уравнений становится жесткой и требуются специальные приемы для ее численного решения. Во-вторых, число уравнений химической кинетики и количество неизвестных функций (концентраций компонентов и их диффузионных потоков) возрастают по мере усложнения состава смеси. С увеличением числа химических компонентов возрастает число реакций, которые необходимо учитывать, при этом механизмы и константы скоростей, в первую очередь быстрых реакций, зачастую ненадежны. Эти проблемы ведут к резкому увеличению времени расчетов подобных задач. [c.177]

Тепловой режим конструкций энергетических устройств из композитных материалов (КМ) в ряде случаев характеризуется интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температур внутри этих конструкций. При этом в материале возникают нелинейные физико-химические явления, которые часто ведут к снижению несущей способности конструкций. К ним относятся структурные фазовые превращения, взаимодействие компонентов, расслоение, температурные и структурные напряжения, изменение теплофизических, упругих, прочностных и других характеристик, реологические эффекты. Расчет предельного состояния конструкции, находящейся в таких условиях, должен включать описание процессов теплопроводности, термо- и вязкоупругости, кинетики химических реакций, аэродинамики фильтрующих газов, диффузии, а также требует из-за анизотропии свойств определения большого количества теплофизических и механических характеристик материалов. Точный расчет с учетом изменения характеристик от температуры весьма сложен, так как связан с решением нелинейных интегродифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. На достоверность его результатов большое влияние оказывает трудность представления и выбора достаточно полно отражающей действительность модели процесса, связанного с необратимыми явлениями. [c.7]

До сих пор мы учитывали лишь баланс частиц в химической реакции. Если обмен энергией между компонентами протекает медленно, то следует включить и уравнение баланса энергии. Интересный пример такого рода — процессы ионизации в плазме — рассмотрен методом неравновесного статистического оператора в работе [159]. Так как отношение массы электрона к массе иона мало, обмен энергией между подсистемами затруднен. Поэтому в квазиравновесном состоянии электронам и ионам следует приписать различные температуры. [c.149]

Однако, если не ставить задачу о нахождении распределения концентраций реагирующих компонентов в потоке среды, а ограничиться задачей переноса энергии, то достаточно воспользоваться одним общим уравнением (7,14), которое включает и перенос химической энергии (левую часть уравнения 13,3). Такое рассмотрение переноса общей энергии дает возможность обойти весьма большие трудности, возникающие при решении совместной задачи о распределении температуры и концентрации реагирующих компонентов в среде. [c.64]

Система уравнений электрогазодинамики состоит из уравнений газовой динамики, в которые включены электрические силовые и тепловые источники, уравнений электродинамики для электрического поля и уравнений сохранения для электрически заряженных компонент и дисперсных фаз. В последних уравнениях (при использовании в них феноменологических замыкающих соотношений - обобщенных законов Ома) содержатся члены, описывающие конвекцию и диффузию заряженных частиц и их дрейф в электрическом поле, а также источниковые члены, обусловленные физико-химическими реакциями, в которых участвуют компоненты и фазы. [c.598]

В такой же форме записывается уравнение сохранения массы и для многих компонент, если между ними не происходит каких-либо химических реакций, а внутри них отсутствуют фазовые переходы. В противном случае в правую часть уравнения (1-1) включают удельную мощность источника (т ), характеризующего скорость возникновения какого-либо компонента за счет уничтожения других [c.8]

Таким образом, термодинамический эффект, вызванный изменениями количеств веществ в системе, можно вырааить тремя способами. Вонпервых, его можно представить как сумму эффектов от каждого из компонентов системы. Независимыми переменными в этом случае служат количества (или массы) компонентов, и вклад каждого из них о внутреннюю энергию системы записывается в виде ifdrtf. Этот способ описания пригоден для процессов в открытых системах. Вопрос о химическом равновесии внутри системы при нем остается невыясненным. Так функции и(S, V, п) или U(T, V, п) могут относиться как к химически равновесной системе, так и к системе, в которой нет химических превращений веществ. Обе эти возможности должны указываться заранее при формулировке задачи. Последнее замечание относится и к описанию процессов в закрытых системах, у которых все внешние переменные п фиксированы и поэтому обычно не включаются в набор аргументов термодинамических функций. Например, уравнение состояния (2.1) в виде Р = Р(Т, V) справедливо как для химически равновесной смеси веществ, так и для гомогенной системы без химических превращений. Общие выражения (2.2) —(2.7) для частных производных одинаковы в обоих случаях, о численные значения термических коэффициентов av, Pv и других свойств при наличии химических реакций и без них могут существенно различаться. Наглядный пример этого — уравнения (5.30), (5.31). [c.69]

Математическая модель и метод численного решения задачи. Сверхзвуковое по продольной координате течение в элементарном канале рассматривается в рамках стационарной осредненной параболизованной системы уравнений Навье-Стокса [10] для многокомпонентной среды в квазиламинарном приближении. Эта система получена из полной системы уравнений Навье-Стокса отбрасыванием членов, содержащих вторые производные по продольной координате. Возможность использования такого приближения для расчета сверхзвуковых струйных течений была продемонстрирована ранее [11, 12. Для замыкания задачи используется однопараметрическая дифференциальная модель турбулентной вязкости [13, 14]. Эти уравнения решаются совместно с уравнениями химической кинетики. Кинетическая схема включает 30 реакций для восьми компонент Н2, О2, Н, ОН, [c.339]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...