Перенос.теплоты и уравнение химической реакции

Перенос теплоты и уравнение химической реакции [c.323]

Критерий Ва л [уравнение (1,10)1 дает меру отношения теплоты, обусловленной химической реакцией, к конвективному переносу тепла. [c.15]

Распределение тепловых потоков вдоль выделенных трубок тока показано на рис. 8-17. Там же приведены кривые плотности тепловыделения, рассчитанные из уравнений баланса теплоты для соответствующих элементарных отрезков трубок тока. Как видно из графика, кондуктивный поток теплоты в начале кривых всегда отрицателен (это соответствует подводу теплоты к данному участку трубки), а затем положителен (отвод теплоты) и практически отсутствует в области интенсивного подъема температуры и завершения горения. В свою очередь, удельное тепловыделение за счет химической реакции на начальном участке каждой из трубок тока весьма мало. Разогрев потока смеси в этой области осуществляется преимущественно за счет переноса теплоты эффективной теплопроводностью из периферийной зоны в прямоструйном факеле и из осевой в обращенном, а в конечном счете — от горящего за стабилизатором газа. Повышение температуры вдоль трубки сопровождается резким ростом скорости реакции и тепловыделения, а затем снижением их вследствие выгорания смеси. В этой области роль эффективной кондукции пренебрежимо мала и тепловыделение обеспечивает прирост конвективного потока тепла вдоль трубки. [c.201]

Ниже в качестве примера рассматривается работа проточного реактора непрерывного действия идеального вытеснения, в котором проходит экзотермическая реакция первого порядка по недостающему компоненту. Если в каждом сечении реактора с помощью охлаждающего агента (.Мх) отводится вся выделяющаяся теплота реакции, то можно считать, что реакция происходит при изотермических условиях. Аналогично будет протекать реакция в реакторе периодического действия при полном перемешивании реакционной массы и отводе выделяющейся теплоты. Уравнение скорости химической реакции (6.1), не осложняемой процессами переноса массы компонентов, применительно к случаю ее зависимости только от концентрации одного компонента можно записать через степень превращения X этого компонента [c.108]

Диффузионный перенос в направлении г считается пренебрежимо малым по сравнению с переносом конвекцией (это предположение перестает быть справедливым в непосредственной близости от стенки, при г- Я, где конвективный перенос может быть сколь угодно малым). Уравнение, аналогичное (6.16), при тех же предположениях описывает конвективно-диффузионный теплообмен при наличии источника теплоты за счет химической реакции [c.115]

Система дифференциальных уравнений переноса массы и теплоты внутри пористой частицы катализатора с учетом стока массы и источника теплоты за счет химической реакции первого порядка по концентрации С определяющего компонента имеет следующий вид [c.160]

Остановимся здесь на процессах межфазного теплообмена, сопровождающихся химическими реакциями с выделением (или поглощением) теплоты. Выше, на примере каталитических реакций отмечалось, что общее решение задачи о совместном переносе теплоты и массы основного реагента внутри пористой частицы не может быть получено из-за нелинейного характера дифференциальных уравнений (7.14) и (7.15) даже при самых простых, постоянных условиях в окружающей частицу среде (7.17). В движущемся слое переменные значения температур и концентраций сплошной среды и дисперсного мате- риала, во-первых, изменяются во вре- [c.176]

Если описание процесса на молекулярном уровне при известном механизме химической реакции в большинстве случаев может быть ограничено подбором соответствующего числа кинетических уравнений, то анализ кинетических закономерностей протекания гетерогенного ХТП на уровне малого объема (зернах, каплях, пузырьках) требует дополнительного учета переноса вещества и теплоты между фазами. Возможность достаточно точного описания кинетических закономерностей протекания гетерогенных ХТП прежде всего зависит от того, как технолог мысленно представляет протекание основных его стадий в их взаимосвязи или, иначе говоря, насколько мысленная схема или модель протекания процесса отражает его реальные существенные стороны. [c.89]

Для описания всех этих явлений приходится не только вводить дополнительное дифференциальное уравнение диффузии возникающих в процессе движения компонент, но и значительно усложнять основное уравнение баланса тепла, принимая во внимание приток к газу скрытой теплоты образования компонент, перенос тепла при диффузии этих компонент и др. Вопрос усложняется еще и за счет того, что при высоких температурах возникают фазовые превращения поверхности обтекаемого тела (плавление, испарение) и, кроме того, возможны химические реакции, например горение. [c.255]

Для доказательства своей теоремы Онзагер воспользовался принципом микроскопической обратимости из теории детального равновесия химических реакций. Он распространил этот принцип на неравновесные системы, находящиеся вблизи состояния равновесия, и таким образом доказал справедливость соотношений (323). Как линейные уравнения переноса, так и соотношения (323) написаны Онзагером для любого числа взаимодействующих потоков. При этом скорость возникновения теплоты диссипации в единице объема системы Та (Вт/м ) [c.407]

И, следовательно, согласуется с принятой моделью, в которой фронт пламени представляет собой тонкую оболочку, окружающую ядро сгоревших газов. Предполагается, что избыточная энергия, необходимая для фронта пламени, пополняется за счет энергии зажигания и не может пополняться за счет теплоты ядра пламени без чрезвычайно сильного понижения температуры и, следовательно, скорости реакции. Действительно, расчеты, основанные на данных табл. 1, показывают, что теплота %с1 (К/8и) Ть — Ти), сохраняющаяся во фронте пламени, всегда по порядку величины равна теплоте, содержащейся в объеме сгоревших газов диаметром с1. Таким образом, эта теплота не может быть извлечена из ядра сгоревших газов и сосредоточена во фронте пламени без существенного понижения температуры первичного пламени. Потребность в теплоте, необходимой для фронта пламени и доставляемой первичным источником тепла, например искрой, уменьшается вследствие диффузии химических веществ из окружающей (несгоревшей) среды в ядро пламени и взаимодействия этих веществ в реакционной зоне сферы пламени. В силу этого обстоятельства минимальная энергия зажигания может оказаться значительно меньше энергии, вычисленной по уравнению (1). Однако предполагается, что в рамках принятой модели во всех реальных фронтах пламени неравенство (4) (или соответствующее неравенство, сформулированное в других теориях горения) удовлетворяется, т. е. скорость переноса физической теплоты превышает (пусть даже и ненамного) скорость переноса химической энтальпии в противоположном направлении. Для случая, когда неравенство (4) не выполняется или становится обратным, согласно принятой модели, энергии зажигания не требуется [c.13]

Наиболее распространенная упрощенная модель процесса непрерывного химического взаимодействия в неподвижном слое зернистого катализатора основана на предположении о равенстве температуры и концентрации целевого компонента в частицах катализатора и в сплошной среде (Г =/, С = С/). Градиенты концентрации и температуры внутри частиц считаются пренебрежимо малыми. Таким образом, эти существенные упрощения исключают из анализа процессы тепло- и массообмена внутри зерен пористого катализатора. Скорость реакции считается функцией локальных значений концентрации и температуры квазигомогенного континуума. Пренебрежение внутренними термическим и диффузионным сопротивлениями зерен катализатора тем более справедливо, чем меньше диаметр частиц и чем выше значения коэффициентов диффузии и теплопроводности катализатора. Принимается режим вытеснения при фильтровании сплошной среды через слой с равномерной скоростью и, не зависящей от радиуса слоя г. Учитывается квазидиффузионный перенос массы и теплоты в поперечном направлении слоя цилиндрической формы. Такие предположения приводят к следующей системе дифференциальных уравнений второго порядка [c.164]

Так как скорость химической реакции является экспоненци альной функцией температуры, то очевидно, что конверсия исход ных веществ сильно зависит от переноса теплоты от стенки реактора или к ней, а также от количества теплоты, выделяющейся в процессе реакции. Если можно пренебречь изменениями температуры вдоль радиуса трубы, подход к проблеме теплопереноса может быть достаточно простым. Возвращаясь снова к рис. 21, мы можем написать уравнение сохранения энергии для выбранного элемента. Принимаем площадь поверхности стенок, отнесенную к единице длины реактора, равной = 2AJR. Количество теплоты, отдаваемой в окружающую среду, равно [c.110]

Критерий DaJy [уравнение (1,11]) служит мерой отношения тепла, обусловленного химической реакцией, к кондуктивному переносу теплоты. [c.16]

Первое уравнение системы (7.31) представляет собой баланс компонента внутри частицы. Согласно второму уравнению, изменение концентрации в потоке происходит за счет компонента, отданного частицам катализатора и, соответственно, ушедшему внутрь частиц за счет диффузионного переноса. Третье уравнение означает равенство теплоты, отданной поверхностью зерен катализатора, теплоте, воспринятой потоком и отданной внешнему хладагенту. В сортветствии с последним уравнением, теплота, выделившаяся в зерне за счет химической реакции, подводится к наружной повёрхности зерна изнутри теплопроводностью и отдается конвекцией потоку. [c.166]

Вычисление 9с(т) только по уравнению (15-10) в общем случаепри-вело бы к ошибкам необходимо учитывать полноту переноса к стенке теплоты химической реакции или степень преобразования химической энергии в тепловую. [c.360]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология