ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Самопроизвольное разложение ацетилена из "Образование углерода из углеродов газовой фазы" Первые результаты, которые дали представление о скорости образования частиц, были получены для процесса самопроизвольного разложения ацетилена [1]. [c.106] Общие соображения. Распространение пламени в ацетилене отличается от аналогичного процесса в других газообразных веществах или их смесях тем, что в результате образуются не только газообразные продукты, но и твердый углерод в виде сажи. [c.107] Структура и распределение размеров сажевых частиц, образующихся при взрыве ацетилена, характеризуют совокупность тех процессов, которые произошли при взрыве. В связи с этим изучение кривых распределения получающихся сажевых частиц по размерам дает некоторые сведения о механизме процессов, происходящих во фронте взрыва. Это оказывается возможным потому, что из-за высокой термической устойчивости углерода структура образовавшейся сажи после окончания процесса остается неизменной. [c.107] Как при взрыве, так и при непрерывном стационарном разложении в каждом элементарном объеме ацетилена процесс должен протекать, по существу, одинаково. [c.107] Если пренебречь размером зародыша, можно допустить, что в любом элементарном объеме, в котором температура и состав газовой фазы в любой точке одинаковы, все частицы растут с одинаковой линейной скоростью. Другими словами, при одной и той же температуре и одинаковом составе газовой фазы линейная скорость роста частиц не зависит от их диаметра. Однако в связи с обнаруженной в последнее время зависимостью скорости роста частиц от времени (см. стр. 70) это допущение нельзя считать универсальным. Поэтому основанный на таком допущении расчет характеризует крайний случай, возможный, по-видимому, лишь при достаточно высокой температуре, при которой скорость роста не зависит от времени. [c.107] Причем d Тогда любое промежуточное распределение частиfi по размерам можно получить из этого распределения, уменьшая размер всех частиц на величину d — т. е. на шаг распределения. Таким образом, можно последовательно получить i промежуточных распределений. Если шаг во всем распределении одинаков, то в каждом следующем распределении будет отсутствовать одна группа наиболее мелких частиц. Такой расчет по ступеням отражает процесс, обратный росту частиц. [c.108] Результаты расчета. В качестве примера приводится расчет для ацетиленовой сажи фирмы Шевиниген, которая получается при непрерывном термическом разложении ацетилена при атмосферном давлении. Электронно-микроскопические измерения размеров частиц этой сажи были проведены Ватсоном [4]. Результаты измерений, при которых было измерено 11 576 частиц, приведены в табл. 5.1. [c.109] В табл. 5.2 приведены результаты расчета суммарного объема и суммарной поверхности частиц, суммарного числа частиц и степени разложения ацетилена для всех распределений. Расчет проведен по формулам (5.1) — (5.4). Для суммарной поверхности и суммарного числа частиц даны значения, отнесенные к 1 см исходного ацетилена (при О °С и 760 мм рт. ст.). [c.109] Если предположить, как было принято ранее, что Т = 3000 °К, то по уравнению (4.1) получим максимальное значение = 12 ккал/моль. [c.113] Существенным недостатком расчета является неопределенность температуры. Температура реагирующей системы адиабатически растет в ходе процесса от примерно 20 °С до примерно 3000 °К, в зависимости от степени разложения ацетилена. Следовательно, мы имеем дело с существенно неизотермическим процессом и неизвестно при какой температуре начинается процесс образования сажевых частиц. Поэтому применить полученные данные для расчета энергии активации процесса не представляется возможным. Сделанная в работе [1] попытка такого расчета была основана на предположении, что процесс сажеобразования начинается при температуре 500 °С, которая была принята на основании данных работы [3]. Полученные значения энергии активации (60 ккал/моль для бимолекулярного и 1()ккал1моль для мономолекудяр-ного процесса), по-видимому, сильно занижены, так как фактическая температура, при которой идет образование сажевых частиц, значительно выше 500 С. [c.113] Вернуться к основной статье