Равновесный состав продуктов сгорания

РАВНОВЕСНЫЙ СОСТАВ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ [c.153]

Равновесный состав продуктов сгорания [c.155]

Так, например, для твердого топлива, содержащего 80% перхлората аммония и 20% полиэфира, равновесный состав продуктов сгорания при давлении 68 ат и температуре 2800° К был вычислен тремя приближениями. Результаты приведены в табл. 5, где показаны также промежуточные выкладки для первого приближения. [c.164]

В [25] приводятся расчеты равновесных составов продуктов сгорания высокосернистого мазута. Расчеты выполнялись при давлении 0,1 МПа в диапазоне температур 227—2727 °С для различных значений коэффициента избытка воздуха. Исходный мазут имел элементарный состав . 3,0 7о, АР=0,15%, СР=83,4%, НР=10,0%, 8Р=3,05 /о. ЫР+ОР=0,4 %. [c.23]

Этот метод является общим и применим при любом числе веществ, входящих в состав продуктов сгорания. Система, определяющая равновесное состояние при заданных давлении и температуре, состоит из линейных уравнений сохранения вещества и уравнений химического равновесия, которые могут быть записаны линейно в логарифмической форме [c.156]

Когда состав продуктов сгорания является равновесным, удель ная теплоемкость смеси определяется из следующего уравнения [см уравнение (60) гл. 3] [c.421]

Сопоставление расчетных и экспериментальных данных позволяет утверждать, что при расширении продуктов сгорания в сопле реакции рекомбинации полностью успевают совершаться. Следовательно, в каждом сечении сопла устанавливается равновесный химический состав продуктов сгорания. Поэтому состав продуктов сгорания на срезе сопла подчиняется уравнениям констант равновесия, используемым при расчете сгорания. Кроме того, такой процесс истечения можно считать обратимым, следовательно, энтропия газов в любом сечении сопла равна энтропии в камере сгорания S2, [c.202]

Кроме того, эксперименты показывают, что рекомбинация в период расширения не успевает завершиться, и состав продуктов сгорания при выпуске близок к равновесному при максимальной температуре сгорания. [c.166]

На рис. 1.12 приведен равновесный состав серосодержащих компонентов в продуктах сгорания в зависимости от соотношения Н2/О2 при N2/02=5 для интервала температур 1500—1700°С. На вертикальной оси показано относительное количество серы в пламени в виде S2 при двух первоначальных концентрациях SO2 в смеси (а) и относительное распределение серы, которое связано с ее одним атомом (б, в). [c.23]

Стационарные потоки оксида углерода и кислорода поступают при 1 атм и 25 °С в камеру сгорания, откуда выходит равновесная смесь при 2600 К и том же давлении. Считая, что в этой смеси присутствуют только оксид углерода, углекислый газ и молекулярный кислород (атомарный кислород совершенно отсутствует), определить молярный состав продуктов в каждом из следующих случаев [c.365]

Рис. 1.4. Равновесный состав соединений серы в продуктах сгорания мазута в зависимости от коэффициента избытка воздуха при теоретической температуре горения

Параметрами, наиболее существенно влияющими на степень отклонения течения от равновесного, являются абсолютный размер сопла (его длина или диаметр минимального сечения с , форма и степень геометрического расширения сопла Р (или г), полные давление Ро и температура То, а также состав газовой смеси на входе в сопло, определяемый типом топлива и коэффициентом избытка окислителя а. Изменение абсолютного размера сопла эквивалентно изменению времени пребывания газа в сопле, уменьшение которого (при прочих равных условиях) приводит к увеличению отклонения течения от равновесного. Уменьшение давления ро также приводит к увеличению степени отклонения течения от равновесного, поскольку уменьшается число эффективных соударений (особенно для тримолекулярных высокоэнергетических реакций) и увеличивается исходный уровень диссоциации продуктов сгорания перед соплом. [c.196]

На рис. 5.32 представлены результаты численного исследования течения реагирующей смеси в канале испытательного стенда с учетом эжекции воздуха, имеющего температуру окружающей среды. Состав и газодинамические параметры продуктов сгорания, поступающих в эжектор из сопла двигателя, могут быть определены с помощью равновесной модели и результатов экспериментов. На рис. 5.32 приведено изменение температуры и секундного расхода окиси углерода через поперечное сечение по длине тракта испытательного стенда для различных коэффициентов эжекции п. Следует отметить, что выгорание окиси углерода на заданной длине тракта стенда существенно зависит от соотношения воздух/продукты сгорания в сечении смешения. С одной стороны увеличение избытка воздуха в сечении смешения должно обеспечивать более значительное выгорание окиси углерода. Действительно, допустим, что длина канала ограничена некоторой величиной и исследуем влия- [c.229]

Продукты сгорания состоят из следующих веществ СО2, СО, Н2О, ОН, Нг, Н, О2, О, N2, N, NO, H l, I2 и С1. Систему уравнений, определяющую равновесный состав, можно записать в следующем виде [c.162]

Здесь предполагается, что в продуктах сгорания равновесного состава при заданной температуре не содержится свободного бора или ВО. Система уравнений, определяющих равновесный состав, будет иметь вид [c.166]

Равновесный состав газообразных продуктов сгорания при давлении р и температуре Т можно определить с помощью методов, изложенных в гл. 3. В случае предельно неравновесного истечения ( замороженное истечение ) удельная теплоемкость смеси Ср определяется по удельным теплоемкостям при постоянном давлении каждого из компонентов ( p)i [c.421]

По своему химическому составу компоненты покрытий, подверженные термодеструкции, близки к горючему-связке смесевых топлив. Можно полагать, что продукты разложения этих компонентов покрытия будут влиять на равновесный состав газовой фазы продуктов сгорания ТРТ в первом приближении так же, как изменение содержания горючего-связки в составе топлива, что можно выразить зависимостью. [c.161]

Если увеличить температуру Т, при которой находится газовая смесь, то число молекул, имеющих больший запас энергии, увеличится, а это приведет к увеличению скорости обратной реакции разложения продуктов сгорания и нарушению установившегося ранее при прежней температуре равновесия. В газовой смеси будет увеличиваться число исходных молекул, что вызовет возрастание скорости прямой реакции за счет увеличения общего числа столкновений между молекулами Л и 5. В конце концов при увеличении температуры газа снова установится равновесное состояние, Характеризующееся равенством скоростей прямой и обратной реакции, но уже при большем содержании в газовой смеси продуктов диссоциации. Таким образом, температура, при которой находится смесь газов, влияет на состав этой смеси и при том так, Что с повышением температуры в смеси увеличивается содержание продуктов диссоциации, на образование которых необходима за-"Т ата тепла. [c.65]

При протекании газовых процессов может быть и другой случай. Если в результате каких-либо причин химические реакции, необходимые д-тя изменения состава смеси в соответствии с изменившимися температурой и давление.м, будут заторможены, состав газовой смеси не будет соответствовать температуре и давлению, т. е. продукты сгорания не будут находиться в равновесном состоянии. После устранения причин, затормозивших необходимые реакции (или, если они протекают медленно,— по истечении некоторого времени), газовая смесь придет в равновесное состояние. [c.70]

Важным инструментом, применяемым во многих программах по разработке сопла, является модель реактивного двигателя, аналогичная реальной конструкции. Точного подобия достичь нельзя вследствие сложности продуктов сгорания. Детальных сведений о высокотемпературной кинетике пока еще недостаточно, чтобы определить степень равновесности продуктов сгорания. Кроме того, равновесный состав изменяется по длине сопла по мере уменьшения давления и температуры реакции горения могут продолжаться в сопле. Положение осложняется еще и взаимодействием между продуктами сгорания и материалом сопла [35]. , [c.247]

Связь 27, 30, 33 устранение 32 Сгорание полное 276, 279 продукты 300 Сжижение газов 245 Система 18 изолированная 23 определение 65 простая 18, 309 связанная 33, 34, 43 теплоизолированная 179 Скорость звука 328 Смеси воздушно-паровые 271 Сопротивление пассивное 37 Состав воздуха 277 равновесный 355 Состояние 19 допустимое 27, 28, 33 интенсивное 20 [c.478]

В ряде случаев время пребывания топлива оказывает определяющее влияние на химическое равновесие протекающей реакции, следовательно, на температуру и химический состав генерируемого газа. Например, для ЖГГ, вырабатывающего восстановительный газ, время пребывания, с одной стороны, должно быть достаточным для того, чтобы был завершен процесс частичного сгорания, испарения и разложения избыточного горючего, а с другой — при слишком большом времени пребывания и установлении химически равновесного процесса, из избыточного горючего могут образоваться побочные продукты с большой молекулярной массой (кокс, тяжелые смолы), что помимо снижения газовой постоянной может привести к загромождению газового тракта. Чтобы этого избежать, в ЖГГ, генерирующих восстановительный газ, иногда заведомо стремятся создать химически неравновесный рабочий процесс путем задания меньшего времени пребывания. Для каждого топлива при заданной температуре газа и конструктивном типе ЖГГ время пребывания подбирается экспериментально йз условий получения наибольшего значения газовой постоянной и обеспечения стабильного протекания рабочего процесса. [c.273]

При термодинамическом расчете двигателя химический состав и теплоты образования топливных компонентов и продуктов предполагаются заданными. Заданным считается и давление в камере. Необходимо определить количество выделившегося при горении тепла, а оно связано с составом образующихся газов. Следовательно, первым этапом термодинамического расчета является определение условий равновесного состояния в камере сгорания, для чего необходимо прежде всего представить качественную картину возникающих реакций. [c.214]

Уилсон Д., Редифер М. Равновесный состав продуктов сгорания при моделировании горения угля. Взаимосвязь с коррозией и золовым загрязнением поверхностей нагрева. — Энергетические машины и установки , 1974, № 2. [c.127]

Последовательность расчета такая. Вначале по заданным величинам давления и температуры газовой смеси, концентрации кислорода в окислителе, избытка окислителя и концентрации легкоионизируемой присадки определяется равновесный состав продуктов сгорания (см. рис. 5.1, блок I). Тем самым подготовляются исходные данные, необходимые для расчета физических параметров газовой смеси. Затем с помощью найденных значений отдельных компонент рассчитываются термодинамические параметры (блок II), параметры переноса (блоки III, IV), плотность электронов и удельная электропроводность (блок V). Исходные данные [c.113]

Таблица 3. Равновесный состав продуктов сгорания в зависимости от концентрации кислорода в шихте и давления лроцесса реакция Ti + С + x(TiOj) продукты сгорания

Уильсон, Редифер. Равновесный состав продуктов сгорания при моделировании горения угля. — Энергетические машины и установки.— М. Мир, 1974, W 2, с. 70—78. [c.270]

В зависимости от вида топлива продукты сгорания будут представлять собой молекулы (СО2, СО, Н2О, В2О3, НР, N0, ( зРз,. ..), атомы (С, Н, О, N. Р,...) и, если температура превышает 5000° К — ионизированные частицы (Р , N0+, Ы" ,...). При заданных величинах давления р и температуры Т равновесный состав продуктов сгорания может быть определен из системы, включающей три следующих типа уравнений [c.153]

Рассчитаем равновесный состав продуктов сгорания реакции жидкий кислород+керосин СпНзп при давлении 20 ат и температуре 3400° К. Коэффициент избытка горючего Ф примем равным [c.160]

Рассчитаем, например, равновесный состав продуктов сгорания для реакции пентаборана с жидким кислородом при давлении 1 ат и температуре 2000° К, что приближенно соответствует условиям на выходе из сопла. [c.165]

Выбрав исходную температуру Гз и исходное давление Рз п предположив, что при охлаждении от температуры сгорания Тк до исходной температуры Те состав продуктов сгорания не изменяется ( замороженное истечение ), мы получим, что располагаемая энергия топлива соответствует отрезку 8Е. Если же, с другой стороны, предположить, что каждому значению температуры и давления соответствует свой равновесный состав продуктов сгорания, то процесс будет идти не по кривой Т Е, а ниже, с учетом реакций рекомбинации. В это1 случае располагаемая энергия будет выражаться не отрезком 8Е, а отрезком 50. [c.578]

Методами, изложенными выше, определяется равновесный состав продуктов сгорания при трех температурах Т Т" и в районе ожидаемой температуры сгорания. Пользуясь величинами парциальных давлений, полученными при определении состава, и табличными значениями полных теплосодержаний при соответствующей температуре, по формуле V. 34) находим полное теплосодержание продуктов сгорания в ккал кг при трех температурах. Определение теплосодержания удобно производить, пользуясь таб-лицС11, форма которой приведена в примере 38, [c.201]

В [37] приведены термодинамические расчеты равновесного состояния продуктов сгорания, содержащих кроме щелочных металлов серу и хлор. Было изучено влияние температуры и коэффициента избытка воздуха на равновесный состав системы. Расчеты проведены для следующего состава топлива С=67,8% Н= =4,7% N=1,11% 8=4,5% 0=8,0% Na20=0,62% КгО= =0,23% С1=0,66% А=12,09%. В расчетах принято, что 95% серы, 40% натрия и 20% калия переходит в продукты сгорания в газообразном состоянии. Для упрощения расчетов количество калия в газе пересчитано на эквивалентное содержание натрия. [c.30]

Требование бесконечно медленного протекания процесса для его обратимости возникает и из других соображений. Уравнение состояния ру = НТ характеризует, очевидно, некоторое равновесное состояние рабочего тела, при котором давление и температура газа по всему объему одинаковы. Очевидно также, что к неравновесному состоянию газа, которое будет всегда реализоваться при конечных скоростях расширения газа, нельзя применить, строго говоря, уравнение состояния pv = RT, ибо давление и температура газа в каждой точке объема будут иметь различные значения. Любой процесс, происходящий с газом, есть нарушение равновесного состояния но если процесс вести бесконечно медленно (так, чтобы давления и температуры успевали выравниваться по всему объему газа при переходе от одного равновесного состояния к другому, чрезвычайно близкому к нему состоянию), то его можно представить состоящим из совокупности бесконечного числа близких равновесных состояний. Итак, необходимым условием обратимости процесса является условие равновесности. Кроме того, должно отсутствовать трение, так как часть работы газа затратится на преодоление трения, и внешняя система получит меньше работы, и, наконец, природа газа не должна меняться в процессе. Например, если в процессе 1-2 произошло горение рабочего тела, то при этом изменится его газовая постоянная с на R, так как состав продуктов сгорания иной, чем состав свежей смеси. Будем осуществлять процесс 2-1 бесконечно медленно. Придя в точку 1, получим у газа те же параметры р и Ух, что и до протекания процесса, но температура его уже не будет прежней, равной Т . Действительно, написав уравнение состояния для первоначального состояния рабочего тела [c.112]

Для системы С — О — Н ири температурах То < 2300 К течение в сопле является замороженным [6, 144, 213], что может приводить к большим потерям удельного импульса (до 10 %). Действительно, при таких температурах состав продуктов сгорания в равновесных условиях может быть в ряде случаев определен с помощью реакции водяного пара Н2О + СО = СО2 + Нг. Однако в таком виде реакция в действительности ие реализуется, а осуществляется через записанную в табл. 6.1 цепочку реакций. В каждой реакции этой цепочки должны участвовать либо радикал ОН, либо атомарные комиоиепты О и Н, которые при температурах, меньшик 2300 К, практически отсутствуют. Это приводит к тому, что реакции, представленные в табл. 6.1, не протекают и заморожены, начиная ог камеры сгорания. [c.268]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

Чтобы определить параметры плазмы, представляющей собой высокотемпературную равновесно реагирующую газовую смесь, прежде всего необходимо найти ее состав. Очевидно, что точность расчета состава будет определяться не только погрешностью вычислительного процесса, но в первую очередь — полнотой учета физических и химических эффектов, имеющих место в реагирующей смеси. Однако полный учет этих явлений затруднен. В то же время для получения результатов с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принять следующие допущения в реакции горения участвует все топливо воздух состоит только из азота и кислорода смесь газов, составляющих продукты сгорания, является идеальным газом в исследуемом диапазоне температур и давлений полностью отсутствует термическая ионизация газовых компонент рассматривается однокомпонентпая легкоионизируемая присадка ее влияние на термодинамические параметры газовой смеси учитывается в приближенной форме введением соответствующих поправочных коэффициентов влияние присадки на вязкость и теплопроводность не учитывается а электропроводность рассчитывается методом малых возмущений. [c.109]

Действительно, течение в отдельных участках двигателя носит существенно пространственный и нестационарный характер, при этом важен учет как двухфазности течения, так и неравновесного протекания химических реакций. Однако, как уже отмечалось, даже численное решение полной системы уравнений (1 112)... (1.121) весьма затруднительно, поэтому для изучения некоторых качественных закономерностей необходимо сделать упрощающие предположения. Так, на участке смешения горючего с воздухом можно принять течение стационарным и одномерным, не учитывать физико-химических превращений, но обязательно учитывать двухфазность течения. Состав смеси после воспламенения можно определить по соотношениям равновесной термодинамики. В то же время при расчете параметров в цилиндре при прямом и обратном ходе поршня необходимо учитывать нестационарность течения, неравновесное протекание химических реакций, но можно принять течение однофазным и одномерным. При истечении отработанных продуктов сгорания через клапан течение в канале можно считать стационарным и двумерным по аналогии с течением в кольцевых соплах реактивных двигателей. Конечная цель исследования состоит в определении концентраций токсичных компонент в отработанном топливе, в нахождении их, а также термодинамических параметров смеси, как функций времени и таких параметров двигателя, как степень сжатия, частота вращения, коэффициент избытка окислителя и т. д. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...