Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
При расчетах в статических условиях кроме допущения о неподвижности реагирующей системы используется допущение об ее однородности, т. е. что все реагирующие компоненты равномерно распределены по всему объему системы.

ПОИСК





Кинетический анализ процессов плазмохимической технологии

из "Плазмохимическая технология Том4"

При расчетах в статических условиях кроме допущения о неподвижности реагирующей системы используется допущение об ее однородности, т. е. что все реагирующие компоненты равномерно распределены по всему объему системы. [c.21]
Л(Сг)—произведение концентраций реагирующих компонентов /-й реакции. [c.21]
Данное уравнение справедливо для реакций при постоянном объеме реагирующей системы и для плазмохимических процессов непригодно поскольку они протекают в существенно неизотермических условиях с изменением объема реагирующей системы как в результате изменения температуры, так и в результате изменения количества молей реагирующих компонентов. [c.21]
Совокупность таких уравнений представляет собой систему обыкновенных дифференциальных уравнений, составленных в соответствии с принятым механизмом химических реакций для всех реагирующих компонентов системы (исходных веществ, промежуточных и конечных продуктов). [c.22]
Число дифференциальных кинетических уравнений, которые можно составить для реагирующей системы, равно количеству реагирующих компонентов, однако не все они линейно независимы. [c.23]
Следовательно, система уравнений (1.24) — (1.28) сводится к системе трех дифференциальных уравнений (1.24), (1.26), (1.27), в котор ых числа молей атомарных компонентов азота и углерода определяются по уравнениям (1.32), (1.33). [c.23]
Температура системы может быть задана функцией времени или определяться из уравнения баланса энергии системы, как будет показано в следующем разделе. В данном примере для простоты изложения воспользуемся первым случаем примем закон изменения температуры во времени (1.35). [c.24]
Таким образом, расчетная система кинетических уравнении для процесса синтеза дициана включает три дифференциальных уравнения (1.24), (1.26), (1.27) и алгебраические уравнения (1.32)-(1.34). [c.24]
Анализ полученных результатов (рис. 1.7) показал, что при высоких температурах в основном происходит диссоциация азота и образование радикала СК. Затем в зоне закалки при охлаждении смеси до 4000—3000 К протекают рекомбинационные процессы образования N2 и СК, которые имеют на кинетических кривых максимум и в дальнейшем переходят в дициан. Состав конечных продуктов стабилизируется при охлаждении до 1500 К за время от 1,2 10 до 4,0 10 с. При дальнейшем снижении температуры и увеличении длительности охлаждения газообразный углерод конденсируется в сажу, увеличивая тем самым концентрацию азота и дициана в газовой фазе, что необходимо учитывать при сопоставлении результатов расчета с экспериментальными данными, в которых количественному анализу в основном подвергается газовая фаэа. [c.25]
Изменяя в начальных условиях значения температуры, соотношения исходных реагентов и среднюю скорость охлаждения, можно теоретически рассчитать влияние этих параметров на процесс и выбрать оптимальные условия его проведения. [c.25]
Гомогенные плазмохимические процессы в основном осуш ест-Бляются в непрерывной струе газа, проходяш ей через реакционный канал, газодинамическая обстановка в котором тесно связана с хи-жическими превраш ениями в системе. Поэтому необходимо учитывать влияние газодинамики на скорость химических процессов превращения газообразного сырья в плазме. Это дает возможность более точно рассчитать временные и пространственные распределения реагирующих компонентов в реакционном канале, установить характерные области образования целевых продуктов в реакторе, определить его основные конструктивные параметры. [c.25]
В действительности при течении реального газа по каналу поток двумерный, поскольку параметры газа изменяются не только по длине, но и по поперечному сечению реактора. Однако расчеты двумерных течений значительно усложняют решение задачи и не всегда оправданны из-за громоздкости и неудовлетворительной точности решений. [c.26]
При описании газодинамики плазменных потоков используются также допуш ения об отсутствии вязкости, диффузии и каталитического влияния стенок реакционного канала, что не вносит суш ест-венных погрешностей в точность решения. Внешние силы и излучение не. рассматриваются, поскольку их включение усложнило бы расчеты. Они обычно не играют значительной роли в определении газодинамики плазменных потоков. [c.26]
Обычно используется первое условие, которое для цилиндрического канала выражается F = onst. [c.28]
Решение полученной в таком виде системы уравнений численным интегрированием неудобно, поскольку приводит к необходимости на каждом шаге интегрирования решать уравнения (1.41),, (1.42), (1.47) относительно iv, р, Р, Г, входящих в дифференциальное уравнение (1.48). Поэтому необходимо исключить из системы уравнений уравнения (1.41), (1.42) и решить их относительно W, р, а также определить Т из (1.47). [c.28]
В этом случае уравнение энергии представляет собой уравнение восьмого порядка относительно температуры, для решения которого применяются итерационные методы. [c.29]
Аппроксимирующие коэффициенты г, Сг можно рассчитывать по табличным значениям энтальпии (табл. 1.3). [c.29]
Эти коэффициенты позволяют вычислять значения энтальпии с точностью 5 % в интервале температур 2000—6000 К. [c.29]
Система дифференциальных уравнений (1.56) — (1.60) решается совместно с (1.61) — (1.64) методами численного интегри ]рования. [c.32]
Последовательность выполнения кинетических расчетов, определения начальных условий и допущений зависит от организации плазмохимических процессов, которые различаются условиями образования плазмы и взаимодействия плазменного потока с перерабатываемым сырьем. Обычно плазмохимическая установка включает три основных аппарата генератор плазмы, реактор и закалочное устройство. Соответственно различают три основные стадии плазмохимического процесса генерации плазмы, химической реакции и закалки. При этом взаимодействие исходных реагентов может быть реализовано несколькими способами (рис. 1.8). [c.33]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте