Химические реакции — Скорость теплоемкостей

При сверхзвуковых скоростях (М б) влияние химических реакций на изменение теплоемкостей воздуха при теплообмене незначительно, поэтому [c.173]

Нас будут интересовать системы, для которых характерны термодинамические свойства. Этими свойствами являются любые признаки, имеющие количественную меру и относящиеся к системе в целом или к ее макроскопическим частям, кроме характеристик потоков энергии и массы. Например, термодинамическими свойствами являются масса, плотность, давление, температура, намагниченность, термическое расширение, сжимаемость, теплоемкость при постоянном давлении и другие, но не вязкость, диффузия, теплопроводность, скорость химической реакции или другие кинетические свойства, выражаемые величинами, в размерность которых входит время. Иногда, как, например, при рассмотрении поверхностных явлений, интерес представляет даже форма граничной поверхности (ее количественной мерой может служить значение кривизны поверхности в каждой точке). Но как правило, общая масса и форма системы не существенны для термодинамического анализа. [c.11]

Изменение свойств теплоносителя от температуры и давления, а также наличие химических реакций в потоке теплоносителей при неизотермическом течении, реакций диссоциации и рекомбинации оказывают существенное влияние на процессы теплообмена. Основными причинами такого изменения является искажение профилей массовой скорости и коэффициентов турбулентного переноса тепла. В теплоносителях, в которых возможны процессы как диссоциации, так и рекомбинации, а также при наличии других химических реакций влияние неизотермичности проявляется и в результате изменения эффективной теплоемкости потока По сечению. [c.103]

Константы скоростей химических реакций и равновесия определяются из уравнений (2.4) — (2.7). Удельные изобарные теплоемкости компонентов смеси в [1.3] обобщены полиномом [c.22]

Как известно Ландау, Лифшиц, 1988 ), в основе гидродинамической модели реагирующей смеси лежат связанные нестационарные дифференциальные уравнения механики сплошной среды (описывающие законы сохранения массы, импульса и энергии), необходимые уравнения состояния для давления термическое) и внутренней энергии калорическое) и определяющие реологические) соотношения для различных термодинамических потоков (потоков диффузии и тепла, тензора вязких напряжений и пр.). Кроме того, необходимо знание выражений для всевозможных термодинамических функций (внутренней энергии, энтальпии, разных теплоемкостей компонентов и т.п.), формулы для различных коэффициентов молекулярного обмена и для коэффициентов скоростей химических реакций (если среда химически неравновесна). Дифференциальные уравнения в частных производных требуют знания начальных и граничных условий, которые, описывая геометрию термодинамической системы (материальный объект, имеющий четко заданные границы) и обмен массой, импульсом и энергией между системой и внешней средой, должны быть сформулированы ad ho для каждой конкретной гидродинамической задачи. [c.69]

Здесь Ср — теплоемкость, р — плотность, ( м — скорость пламени, т) — коэффициент теплопроводности, Г — количество тепла, выделяющееся вследствие химической реакции в единицу времени в единице объема газа. [c.356]

Расчет изобарной теплоемкости химически реагирующего потока с учетом кинетики химических реакций позволил установить, что при нагреве из-за конечной скорости химической реакции 2 при большой скорости газового потока происходит отставание Ср от равновесных значений, особенно в начальной стадии реакции [10]. [c.32]

Если проточный калориметр используется для определения теплового эффекта химической реакции двух сливающихся жидкостей (рис. 9.27), реакционный объем обычно непостоянен. Кроме того, по ходу реакции изменяются плотность, скорость течения и удельная теплоемкость реакционной системы, а следовательно, и градуировочный коэффициент, который при данных условиях определить чрезвычайно трудно. Такие калориметры, за редким исключением, можно использовать только для измерения теплот реакции в разбавленных растворах, когда можно пренебречь изменениями величин V, р, С, определяющих градуировочный коэффициент проточного калориметра. В любом случае скорость течения к и координата Х2 должны быть выбраны таким образом, чтобы в точке Хг реакция уже завершилась. Кинетика реакции при этом, естественно, не может быть исследована. [c.146]

Чтобы рассчитать скорость и, получаемую при данной химической реакции, необходимо знать температуру сгорания Гд, а также средний молекулярный вес М и отношение удельных теплоемкостей у продуктов сгорания. Как Т , так и М могут быть вычислены путем последовательного приближения следующим методом. [c.404]

Сочетание высокой интенсивности теплообмена с чрезвычайно развитой внутрипоровой поверхностью, обладающей необходимыми каталитическими свойствами, обеспечивает благоприятные условия для быстрого протекания химической реакции в потоке внутри нагреваемой проницаемой структуры. Применение химически реагирующих охладителей позволяет существенно повысить их тепловоспринимающую способность вследствие теплового эффекта эндотермической реакции. Выполненные оценки показали, что наилучшими свойствами для таких целей обладает аммиак, причем наиболее важными из них являются следующие высокая теплоемкость и энтальпия диссоциации довольно высокая скорость разложения в определенном диапазоне температур. В результате реакции образуются только газообразные продукты, которые не вызывают химической эрозии материала каркаса. Получающаяся в ходе диссоциации [c.63]

На большинстве предприятий, изготавливающих изделия из композитов, температура в цикле отверждения изменяется настолько быстро, насколько позволяет оборудование. Особенно это справедливо для этапа охлал<дения, на котором практически любая большая скорость изменения температуры считается допустимой до тех пор, пока в изделии сохраняется в некоторой степени однородное поле температуры. (Для тонких слоистых композитов обычна скорость прогрева порядка 2,8 до 5,5°С/мип. Скорости прогрева толстых материалов (состоящих более чем из 40 слоев) гораздо ниже. Это связано с трудностями диссипации тепла, выделяющегося в результате протекания химических реакций.) Скорость охлаждения тонких композитов можно увеличить путем применения легких прессформ, изготовленных из материалов с низкой теплоемкостью и хорошей теплопроводностью. Обычными являются и схемы активного охлаждения, использующие вентиляторы, охлаждение водой или жидким азотом. На рис. 7.11 показан температурно-временной режим отверждения типичного боропластика на эпоксидном связующем. Для сравнения приведены режимы быстрого и медленного охлаждения. Пунктирная линия соответствует ступенчатой аппроксимации этапов охлаждения. [c.273]

Величина кг зависит от скоростей химических реакций и диффузионного выравнивания концентраций. Если скорость химических реакций намного ниже скорости диффузионного переноса, состав смеси в пределе будет замороженным (одинаковым) и Xe-> Kf. При весьма высоких скоростях химических реакций состав смеси будет находиться в локальном равновесии в соответствии с Г в данной области, и теплопроводность такой смеси будет определяться суммой А/+1г, которая может на порядок превышать величину Я/. Таким образом, для химически реагирующих систем понятие- теплофизических свойств включает не только характеристики данного вещества, но и кинетику и тепловые эффекты реакций. Эффективная теплоемкость системы N2O4 в предположении, что компоненты смеси --- идеальные газы, определяется из формулы [1.3] [c.17]

Методы расчета констант скоростей (Кдп, Кги) и равновесия Ксь Ксп) замороженных теплоемкостей компонентов (срь), тепловых эффектов химических реакций (С2р1, (Зрп), а также параметров, учитывающих отклонение термодинамических свойств от идеального газового состояния АН, уи, 1см), для рассматриваемого теплоносителя изложены в справочнике [4.2]. [c.122]

ЗАКОН [Гей-Люссака объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа Генри масса газа, растворяющегося при постоянной температуре в данном объеме жидкости, прямо пропорциональна парциальному давлению газа Гука механическое напряжение при упругой деформации тела пропорционально относительной деформации Дальтона (кратных отношений если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то весовые количества одного из элементов, приходящиеся в этих соединениях на одно и то же количество другого, относятся между собой как небольшие целые числа общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений, т. е. сумме давлений газовых компонентов ) Гульденберга и Вааге при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, причем каждая концентрация входит в произведение в степени, равной коэффициенту, стоящему перед формулой данного вещества в уравнении реакции Дебая теплоемкость кристалла при низких температурах пропорциональна третьей степени абсолютной температуры его движения точки положение материальной точки в пространстве при действии на нее внешних сил определяется зависимостью расстояния точки [c.232]

Здесь индексы k, равные 1, 2, 3 и 4, относятся к характеристикам О2, СО2, СО, N2 соответственно. Индекс с относится к материалу частицы, а mix — к парогазовой смеси М у р , Ср и jk — коэффициент молекулярной теплопроводности, молекулярная масса, плотность, изобарная теплоемкость и поток вещества, относящиеся к k-H компоненте или смеси веществ Га, Т — температуры нагрева поверхности частицы и окружающей среды Ak и Qk — скорость и удельный тепловой эффект Aj-й химической реакции 2С + 02- 2С0- -+ Qi, + 02->2 0 + Qi, 2 0 + 02 2 02 + Q3, — коэффициент, учитывающий стехиометрию химической реакции bi = 2, 62 = 63=1, 64 = 0 — универсальная газовая постоянная Р —давление смеси газов. [c.145]

Установившаяся температура кристалла в химически нейтральной плазме близка к температуре нейтрального газа в разряде. При протекании химических реакций на поверхности температура кристалла может превышать температуру газа вследствие экзотермического эффекта реакции. Такой температурный режим нежелателен при проведении технологических процессов, поэтому предпринимались попытки уменьшить нагрев пластин путем введения в реактор перфорированного цилиндра, расположенного коаксиально с корпусом реактора. Перфорированный цилиндр выполнен из алюминиевого листа толш,иной 1 мм. В цилиндре имеется несколько тысяч отверстий диаметром 2-ЬЗ мм, коэффициент прозрачности цилиндра (отношение плош,ади отверстий к плош,ади стенки цилиндра) обычно составляет 0,4-ь0,5. Подложки помеш,ают внутри перфорированного цилиндра. Считается, что сквозь отверстия проникают в основном химически активные частицы. Однако фактически цилиндр не приводит к снижению установившейся температуры подложек вследствие своей большой теплоемкости он просто увеличивает время нагревания подложек и при этом замедляет скорость химической реакции. На рис. 6.34 показана температурная кинетика монокристалла 81 диаметром 100 мм и толш,и-ной 0,46 мм в кварцевом цилиндрическом реакторе без цилиндра и с цилиндром. Постоянные времени нагревания кристалла суш,ественно отличаются т 150 с для края и т 170 с для центра кристалла в реакторе без цилиндра, тогда как для кристалла в цилиндре т 540 с. Установившаяся температура кристалла в обоих случаях примерно 220 °С. [c.177]

Н2О, Н2О2, НО2 азот предполагается нейтральным [15]. При наличии реакций задача решается в квазиламинарном приюдижении - скорости химических реакций определяются осредненными значениями параметров. Кроме того, может использоваться упрощенная модель бесконечно тонкого фронта пламени [16, 17]. В расчетах учитывалась зависимость теплоемкости компонент от температуры [18. [c.340]

При оценке природы изучаемого процесса необходимо выяснить цедь исследования (исследуется ли собственно тетшовой поток или процесс, его вызывающий ) возможность протекания фазового перехода обратимость (или необратимость) процесса и его скорость возможность протекания химической реакции и ее продукты природу физического процесса, если он имеет место измерение удельной теплоемкости образца возможность возникновения метастабильных состояний температуру или температурный интервал, при котором протекает процесс кинетические данные процесса. [c.153]

Сравнительный анализ решений задачи в рамках уравнений Навье - Стокса и вязкого ударного слоя. Для решения уравнений (1.1) разработана неявная разностная схема, построенная на основе метода конечного объема. Невязкие составляющие потоков через границы ячеек вычисляются на основе точного решения задачи Римана о распаде произвольного разрыва, определяемой граничными значениями параметров в соседних ячейках. Для нахождения последних используется неосциллирующее одномерное восполнение исходных физических переменных давления, температуры, декартовых составляющих скорости и концентраций компонентов смеси внутри ячеек по соответствующим координатным направлениям [11-13]. При постановке задачи Римана при наличии в среде неравновесных химических реакций предполагается, что все они заморожены, а решение находится с помощью нового алгоритма, учитывающего зависимость теплоемкостей компонентов газа от температуры. Вязкие потоки через внутренние границы ячеек вычисляются с помощью центральных разностей, а через границы, лежащие на поверхности тела, - по односторонним трехточечным формулам. [c.181]

При достаточно высоких температурах в двух- и многоатомных газах 1Воз.Н икает термическая диссоциация. В связи с этим интересно исследовать влияние диссоциации на процессы течения и теплообмена. В дальнейшем для простоты будем предполагать, что скорость диссоциации намного превышает скорости конвективного и диффузионного переносов вещества. В этом случае в каждой точке потока имеет место химическое равновесие и состав смеси зависит лишь от давления и температуры в данной точке. Хорошо известно, что если диссоциация носит равновесный характер, то процессы течения и теплообмена описываются уравнениями неразрывности, движения и энергии, которые имеют ТОТ же вид, что и в случае однородного газа . Влияние же диссоциации проявляется лишь через физические свойства, входящие в эти уравнения. В качестве таких физических свойств принимаются некоторые эффективные значения плотности, энтальпии, теплоемкости, теплопроводности и вязкости, рассчитанные с учетом реакции диссоциации. Граничные условия при гомогенной равновес юй диссоциации такие же, как и в случае теплообмена и движения однородного газа, если только поток не взаимодействует с материалом стенки, что в дальнейшем и предполагается. [c.189]

Интерес к четырехокиси азота объясняется тем, что ее реакция диссоциации эндотермическая, протекает с большой скоростью и сопровождается увеличением числа молей, обусловленного химическим равновесием, сдвинутым вправо. Это приводит к увеличению удельной теплоемкости рабочего тела и способствует приближению процесса расширения к изотермическому. Большое значение имеет и то обстоятельство, что реакция Ка04 достаточно хорошо изучена и для нее составлены таблицы теплофизических свойств [194 и 195]. [c.154]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...