Химическая неравновесность

Химически неравновесную гомогенную систему можно в принципе сделать равновесной, если ввести в нее подходящий [c.37]

Термодинамические функции неравновесной системы если они существуют, т. е. являются измеримыми в принципе) могут зависеть от большего числа аргументов, чем при равновесии той же системы. Например, любое внутреннее свойство Y однородной системы, внешними переменными которой являются объем V и набор количеств компонентов п, при равновесии согласно исходным постулатам можно представить как функцию состояния Y=Y U, V, п). Если же система химически неравновесная, то с помощью рассмотренного выше приема торможения химических реакций, при котором каждое вещество становится компонентом системы, это же свойство выражается в виде У= = Y U, V, п), где п — количества составляющих веществ. Число компонентов в однородной системе не может превышать числа составляющих (см. (1.4)) Поскольку и равновесная и неравновесная системы имеют в данном случае одинаковые внешние переменные (запись Y U, V, п, п ), где в набор п не включены компоненты, совпадает с Y U, V, п)), дополнительные избыточные) переменные неравновесной системы являются ее внутренними переменными. [c.37]

Слагаемые, стоящие в (5.30), (5.31) под знаком суммы, учитывают влияние изменений химического состава на теплоемкость и скрытую теплоту расширения. Значения Су и v,n в ряде случаев могут быть получены экспериментально. Например, калориметрическое изучение смеси газообразного водорода и кислорода при низких температурах в отсутствие катализатора позволяет определить Су,п этой смеси если же в систему ввести катализатор, она станет равновесной и аналогичный, эксперимент даст уже значение Су- Величину Су.п можно, естественно, считать теплоемкостью системы, находящейся в химически неравновесном состоянии, а Су — теплоемкостью равновесной системы. [c.47]

Чтобы ввести переменные, выражающие химический состав, можно рассмотреть химически неравновесную систему с заторможенными превращениями веществ. В этом случае (см. 4) в числе аргументов термодинамических функций появятся дополнительные внутренние переменные. Вместо (6.2), например, можно тогда рассматривать функцию S=S U, v, п, п) условно равновесной системы. Внешние переменные п в этом выраже-яни целесообразно ради общности заменить на внутренние п, т. е. иметь дело с зависимостью S(U, v, n). [c.65]

Таким образом, можно считать, что точки бифуркаций системы в виде деформируемого твердого тела контролируются золотой пропорцией. Последнее указывает на универсальность и уникальность золотого отношения и в физико-химических неравновесных процессах, протекающих в твердых телах и связанных с критическими точками. [c.324]

Точный расчет малых концентраций не пмеет важного значения в тех задачах газовой динамики реагирующих сред, где определяются интегральные характеристики. Например, погрешность при расчете малых концентраций при определении потерь удельного импульса на химическую неравновесность при течении многокомпонентной смеси в сопле реактивного двигателя не дает существенной погрешности в результатах исследований. В зада- [c.208]

В то же время, как следует из анализа кривой 2 на рис, 7.8.9, понятие коэффициента теплоотдачи нельзя применять в случае химически неравновесных течений в пограничном слое, поскольку коэффициент теплоотдачи теряет физический смысл например, для моментов времени 1 0,8843 становится отрицательной величиной (по определению, коэффициент теплоотдачи а — величина положительная [52]). [c.421]

Представленные выше результаты носят в основном качественный характер, так как при их получении использовались довольно обременительное допущение о заморожен-ности течения в вязком ударном слое (на самом деле оно химически неравновесное, но все же ближе к равновесному типу течения [19]) и спорные граничные условия для (ро)ш и Сгш- В результате этого задаваемые значения этих величин могут быть не согласованы со значениями тепловых потоков, которые получаются в результате решения задачи. Очевидно, что массовая скорость термохимического разрушения (ри)ш и Саш должны определяться из законов сохранения массы на границе раздела сред в результате решения соответствующей задачи тепло- и массообмена в сопряженной постановке. [c.451]

Если со О, процесс является химически неравновесным, если = =0 — химически равновесным. Под химическим равновесием понимают такое состояние реагирующей системы, при котором рассматриваемая химическая реакция происходит одновременно в двух противоположных направлениях с одинаковой по абсолютной величине скоростью [c.352]

В химически неравновесных потоках параметры Т, р, рйо и т. д., рассчитанные по уравнениям (1.9) — (1.17) и системе (1.18), будут отличаться в зависимости от точности одномерного опис.ания двумерного процесса. Для ламинарного режима течения данная методика может привести к большим погрешностям расчета. [c.20]

Теплообмен в химически неравновесном потоке [c.77]

Рис. 7.6. Изменение концентрации компонента N0 в химически неравновесной смеси 7—Г=305°К 2—390

В связи с протеканием реакции рекомбинации состав химически неравновесной смеси по паровому тракту изменяется со снижением концентрации N0 и О2. Изменение концентрации N0 при перемещении смеси за промежуток времени Тг от нулевого сечения до i-того определяется из формул [c.192]

Анализ экспериментальных данных. Поскольку в большинстве работ, посвященных экспериментальному исследованию теплообмена при течении химически неравновесных смесей [3.39, 3.42—3.47], среднемассовая температура, необходимая для расчета местного коэффициента теплоотдачи по соотношению [c.101]

Проблема конвективного теплообмена и тепловой защиты связана, как правило, с натеканием на тело потока газа высокой плотности. Поэтому при анализе этих задач пользуются уравнениями сплошной среды. Из всех проявлений неравновесности выделяют прежде всего химическую неравновесность, связанную с конечным временем установления 30 состава газовой смеси. [c.30]

Аналогично тепловому балансу на разрушающейся поверхности можно выписать баланс массы любой компоненты газовой смеси. Однако при этом следует учесть, что аналогия между тепло- и массообменом в общем случае химически неравновесного пограничного слоя позволяет говорить лишь о подобии профилей энтальпий торможения и массовых концентраций химических элементов, а не отдельных компонент С . [c.263]

Человек в своих интересах может этот процесс ускорить. Например, сжигая топливо для получения электроэнергии, мы используем химическую неравновесность между топливом и кислородом воздуха. Подробнее об этом будет сказано дальше. [c.139]

Детальный расчет коэффициента тяги Ср требует рассмотрения высокотемпературных до-, транс- и сверхзвуковых химических неравновесных течений с образованием второй фазы при расширении в сопле. Одновременно поток теряет энергию вследствие трения, теплоотдачи и бокового расширения. Дифференциальные уравнения, необходимые для описания такого течения, представляют собой уравнения эллиптического типа в дозвуковой области, параболического — в трансзвуковой и гиперболического— в сверхзвуковой областях течения. Поэтому коэффициент Ср часто представляют в виде суммы двух слагаемых первое из них зависит от коэффициента расхода, задаваемого соотношением [c.113]

Потери на химическую неравновесность [c.167]

На схеме рис. 1 процесс условно разделен на две стадии. На первой, неравновесной стадии в изолированной системе происходят химические реакции, в результате чего изменяется ее температура, химический состав и другие внутренние свойства, кроме внутренней энергии. Эта стадия — релаксация, химически неравновесного состояния. На схеме показано, что она не сопровождается теплообменом с внешней средой, т. е. теплотой в обычном понимании. Химическая реакция служит здесь внутренней причиной изменения температуры системы. Такой причиной может быть и любой другой нестатический процесс, например выравнивание давлений или концентраций веществ в разных частях системы. Во всех подобных случаях энергетический баланс релаксационного процесса можно выразить с псшощью внутренней теплоты Q. Определим эту величину как количество теплоты, которое потребуется ввести в изолированную систему [c.49]

Основная система уравнений для стационарных течений химически неравновесного газа в пограничном слое в отсутствие термодиффузии и диффузионного термоэффекта имеет вид [c.387]

В случае химически неравновесной реакции (2NO2 дача рассчитывается сю формуле [c.108]

Экспериментальная проверка результатов теоретического анализа показала [3.13], что для химически неравновесных потоков возможно применение пленочной модели пограничного слоя. Эксперименты выполнены на установке с вращающимся цилиндром при давлении 2—11 бар и температурах 500—550 °К для смесй 5 2N0-b02 и примерно в том же диапазоне давлений и температур при заполнении кольцевой щели азотом. [c.55]

Расчетные зависимости, удовлетворительно описывающие теплообмен в химически неравновесном потоке че-тырехокиси азота при докритических давлениях, не позволяют удовлетворительно обобщить все данные по теплообмену в неравновесном потоке при сверхкритиче-ских параметрах, несмотря на малое отклонение состава от химического равновесия. Методика [3.26] удовлетворительно согласуется с опытными данными в сверх-критической области при значении параметра К ч = =(O A Qp2/ >10 с увеличением неравновесности потока ( 2 <10 ) опытные данные по теплообмену превышают расчетные. Поэтому для расчета теплообмена в рассматриваемой области температур и давлений составлено [3.30, 3.44] эмпирическое уравнение на основе безразмерных параметров, полученных в результате анализа дифференциальных уравнений сохранения массы А-го компонента и энергии с помощью метода. подобия. [c.80]

Как указывалось, выше, механизм тепло- и массопе-реноса в химически неравновесном потоке четырехокиси азота и., относительно холодной стенки имеет ряд особенностей [3.31, 3.32], которые связаны с соотношением характерных времен временем химической релаксации Тх и временем диффузии реагируюш,их компонентов через ламинарный пограничный слой Тд. Вторая неравновесная стадия реакции рекомбинации в условиях низких температур ламинарного слоя протекает весьма медленно (при 400°К и увеличении давления от 10 до 60 бар Тх2 снижается от 34-102 до 75 сек). В [3.32] с использованием данных [3.47] показано, что в рассматриваемом диапазоне параметров выполняется условие Тхг Тд, что [c.83]

Для системы N204 f 2N02 2N0+02 замороженные значения pf и Я/ являются слабыми и монотонными функциями Т. В случае охлаждения химически неравновесного потока энтальпия и теплоемкость имеют более монотонные функции температуры по сравнению с условиями при нагреве. Поэтому pf и Я/ могут рассчитываться по Г= (Гг—7 с)/2. Число Le M при расчете [c.87]

Конденсация химически неравновесной системы N2O4 на горизонтальной трубе [c.185]

Газ неравновесного состава поступает в конденсатор одноконтурной установки в случае недостаточного времени пребывания на участке контура между реактором и конденсатором, где происходит снижение температуры и давления. Химически неравновесная система в условиях охлаждения содержит избыточное по сравнению с равновесным содержание N0 и О2, которые являются неконден-сирующимися примесями. Однако в отличие от обычных парогазовых смесей при достаточном для завершения рекомбинации времени пребывания в объеме конденсатора неравновесная система N2O4 полностью конденсируется. Очевидно, что наравне с процессами диффузии и конвективного тепло- и массопереноса большое влияние оказывает кинетика химических реакций, протекающих со значительным тепловыделением. [c.185]

Более детальное экспериментальное, исследование процесса конденсации химически неравновесной смеси проведено в ИЯЭ АН БССР [7.6, 7.29]. Опыты проводились на установке, схема которой показана на рис. 7.1. Использовались экспериментальные конденсаторы, от- [c.190]

Для определения состава смеси использовались два метода по точке росы и спектрофотометрический. Измерить температуру насыщения конденсирующихся компонентов химически неравновесной системы со сравнительно быстро протекающими реакциями приборами, применяемыми для нереагирующих смесей, видимо, не представляется возможным. Нами для этой цели использовался специальный датчик >[7.30]. Сущность его работы заключается в фиксации термопарами температуры охлаждающей две параллельные трубки воды (а следовательно, и близкой к ней температуры стенок трубок) в Момент образования и испарения конденсатной пленки в зазоре между трубками, что вызывает измене- кие электрического сопротивления зазора (0,05 мм). За истинную температуру точки росы принимается среднее арифметическое значение всех измеренных ту)мопарой значений температуры воды при замыкании й размы-кании контакта в зазоре. Трубки (типа Фильда) являются электродами. С целью исключения погрешности из-за различия химического состава в зазоре и в объеме конденсатора парогазовая смесь при помощи третьей трубки непрерывно отсасывается через зазор. Парциальное давление N0 и Ог определяется по манометриче- [c.191]

Анализ опытных данных не выявил заметного влияния степени химической неравновесности системы N2O4 на интенсивность теплообмена при конденсации. Результаты обработки опытных данных в координатах а/ р, представленные на рис. 7.8, показывают, что независимо от степени диссоциации на входе в конденсатор и в самом конденсаторе отношение а/ар 0,80. Несмотря на высокий перегрев пара в ряде опытов и значительный диапазон тепловых нагрузок, расслоения точек по данным параметрам не обнаружено. [c.193]

Таким образом, на основании рассмотрения результатов выполненных исследований можно сделать вывод о незначительном влиянии концентрации непрореком-бинированных компонентов N0 и Ог на тепло- и массо-обмец при конденсации химически неравновесной системы N2O4. [c.196]

Химически неравновесная реакция 2N02 2N0 + 02. При наличии химических реакций, идущих с конечной скоростью, зависимости, полученные для равновесных потоков, становятся неудовлетворительными, так как не учитывают скоростей химического и диффузионного процессов. Из анализа дифференциальных уравнений, описывающих тепломассоперенос при наличии химических реакций, можно выделить следующие безразмерные комплексы [c.97]

В одной из первых работ [3.42] проведено экспериментальное исследование теплоотдачи при турбулентном течении химически неравновесного потока N2O4 в диапазоне температур 140—550 °С, давлений 10—60 ата и чисел Re =(0,3—3) 10 . Однако приведенная в [3.42] критериальная зависимость для расчета теплоотдачи в неравновесных потоках имеет ограниченную область применения, а именно только для условий проведения экспериментов, [c.99]

На рис. 3.4 пpeд taвлe io влияние числа Рейнольдса на теплоотдачу. При течении химически равновесной смеси зависимость теплоотдачи от числа Ре аналогична зависимости Ни = /(Ре) для случая течения однородного газа с переменными свойствами. Для химически неравновесного потока, помимо известного гидродинамического влияния, число Ре, изменяя толщину пограничного слоя, влияет и на соотношение двух конкурирующих процессов диффузии и химической реакции в пограничном слое. Увеличение числа Ре приводит к уменьшению толщины [c.104]

Уравнения (3.112) и (3.113) получены для химически неравновесной реакции 2ПОзч= 2ПО-р Оз- Аналогичным путем можно получить уравнение, справедливое для химически реагирующей системы П2О4 2ПО2 2ПО + О2 [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...