Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Методика ударной трубы

    Авторы первой главы — X. Вагнер и Ю. Трое — описывают заметный прогресс, достигнутый за последние годы в измерении констант скоростей диссоциации небольших молекул. Правильность теорий мономолекулярных реакций обычно проверяется в переходной области давлений, где при уменьшении давления происходит переход от первого порядка реакции ко второму. Для больших молекул этой области соответствуют давления меньше атмосферного, и поэтому она относительно хорошо изучена экспериментально. Однако для молекул с числом атомов меньше четырех давление в переходной области намного выше атмосферного реакции в этой области исследуются с помощью развиваемой авторами методики ударной трубы, позволяющей получать высокие давления. Авторы рассматривают существующие в настоящее время теории, с помощью которых можно получить выражения для констант скоростей мономолекулярных реакций, но эти теории трудно использовать даже для двух- [c.10]


    Методику ударной трубы в какой-то степени можно рассматривать как дополняющую флеш-фотолиз, так как энергия во фронте ударной волны первоначально выделяется в виде кинетической, затем изучается ее превращение в другие формы энергии и ее использование для инициирования химической реакции. Считается, что высокие концентрации активных частиц возникают на длине пути ударной волны, равной диаметру трубы (порядка 5—10 см). Эта методика менее чувствительна для обнаружения свободных радикалов, чем флеш-фотолиз, но зато позволяет проводить эксперименты при строго контролируемых условиях. [c.141]

    Известно, что реакционная способность молекул зависит от величины их колебательной энергии, которая в свою очередь может изменяться при изменении температуры и при поглощении относительно длинноволнового излучения. Поглощение инфракрасного излучения с возбуждением высоких обертонов основных частот очень слабое следовательно, высокие обертоны могут в основном возбуждаться при поглощении только в таких экспериментальных условиях, когда быстро устанавливается равновесие по колебательным степеням свободы с другими частицами, присутствующими в системе. Поглощение СВЧ-излуче-ния и инфракрасного излучения обычно приводит к увеличению температуры. Случаи же непосредственного химического воздействия этих излучений крайне редки и будут рассмотрены позднее. В этой главе также не обсуждается методика ударной трубы. [c.7]

    Методика ударной трубы [c.220]

    Методика ударной трубы может быть использована для измерений поступательно-вращательных и поступательно-колебатель-ных времен релаксации. Когда ударная волна распространяется [c.220]

    Развитие методики экспериментов в ударных трубах позволило значительно расширить пределы исследования температурной зависимости констант. Результаты опытов по измерению к Т) обычно выражают в виде экспоненциальной функции (1.10) или степенной функции к — В1Т п > 0). Более тщательные измерения показали, что существует разница в параметрах Е и я, полученных при низких и высоких температурах [200, 201]. Так, Рассел [200] пришел к выводу, что в формуле, описывающей рекомбинацию атомов I и Вг с участием инертных газов при высоких температурах, л 1,5, в то время как при низких температурах экспериментальные данные лучше описываются той же формулой, но с /г = 3. [c.120]


    В гл. 2 представлены результаты исследований реакции водорода с кислородом в ударных волнах. Эта классическая реакция с самого начала развития науки о разветвленных цепных процессах является модельной, и на ее примере проверялись и проверяются основы теории. За последние годы наиболее существенные результаты по кинетике реакции Нг — О2, по-видимому, получены в работах с использованием ударных труб. У нас в стране это направление исследований развивалось относительно слабо. Значительный интерес в методическом отношении представляют методика линейчатого поглощения радикала ОН и особенно техника регистрации излучения электронно-возбужденных частиц за отраженной ударной волной вдоль оси трубы, обеспечивающая исключительно высокую чувствительность и благодаря этому позволяющая исследовать са- [c.7]

    Метод ударной трубы является одним из наиболее мощных в современной химической физике и предназначен для исследования быстрых процессов в газовой фазе. Особенно наглядно проявляются его преимущества при изучении процессов в режиме высоких температур, недоступных в статических лабораторных установках. В сочетании с разнообразными методами диагностики ударная труба позволяет изучать физико-химиче-ские превращения в широком диапазоне времен от 10 до 10 с. Описание ударных волн как метода исследования химических реакций появилось в литературе в 50—60-х годах нашего столетия. Методики измерений и наиболее важные экспериментальные результаты изложены в превосходных книгах [1] и обзорных статьях [2—4]. Даже несмотря на некоторую газодинамическую неидеальность потока за ударной волной, которой в последние годы уделяется большое внимание и которую при корректной постановке эксперимента необходимо учитывать, в настоящее время ударные трубы являются прекрасно зарекомендовавшим себя способом получения информации о скоростях высокотемпературных химических реакций в газовых системах. [c.108]

    Реакция водорода с кислородом — классический пример разветвленной цепной реакции, в которой участвуют три активных центра и которая состоит не менее чем из трех элементарных стадий. Реакция может поддерживать самоускоряющийся режим даже в отсутствие какого-либо увеличения констант скоростей вследствие возрастания температуры. Объяснение кинетики таких сложных и быстрых реакций представляет собой очень важную задачу. Метод ударной трубы в сочетании с разнообразными методиками регистрации с высоким временным разрешением позволил достаточно полно и надежно исследовать цепную реакцию водорода с кислородом, протекающую в нестационарных условиях в широком диапазоне изменения начальных условий состава смеси, плотности и температуры. [c.110]

    Реакция водорода с кислородом интенсивно изучалась при низких температурах, т. е. при медленном режиме протекания реакции. В этой главе мы обсудим кинетические закономерности реакции водорода с кислородом при высоких температурах и проследим их взаимосвязь с механизмом реакции при низких температурах. Именно с помощью метода ударной трубы удалось не только детально исследовать кинетический механизм быстрой реакции водорода с кислородом, но и количественно определить константы скоростей наиболее важных элементарных стадий. Сначала рассмотрим некоторые главные кинетические особенности быстрых цепных процессов при высоких температурах. Сравним метод ударной трубы с другими экспериментальными методами, обеспечивающими химиков важной количественной информацией о реакции водорода с кислородом. Рассмотрим различные методики регистрации в ударной трубе и информацию, получаемую с их помощью. Но основное внимание уделим последовательности элементарных стадий в полном механизме реакции водорода с кислородом и константам скоростей этих элементарных стадий. [c.110]

    Как будет видно из дальнейшего сравнения, ударные волны, генерируемые в газах при разрыве диафрагмы в ударной трубе, имеют много преимуществ перед другими методиками для решения рассмотренных выше задач. Ударные волны необратимо сжимают газовую смесь, значительно повышая температуру, плотность, давление и удельную энтальпию. Уравнения сохранения массы, энергии и импульса и уравнение состояния позволяют получить однозначную связь между измеряемой скоростью ударной волны и параметрами газовой смеси. За падающей ударной волной газовая смесь движется вдоль трубы. Это движение поддерживается истечением расширяющегося газа из камеры высокого давления, выполняющего роль поршня. Когда падающая ударная волна достигает торца ударной трубы, происходит ее отражение, и роль поршня выполняет уже торец трубы. Поток, ускоренный в падающей волне, резко тормозится, и дважды сжатый газ приходит в стационарное состояние. [c.122]


    Быстрые реакции, происходящие за время существования стационарного потока за ударной волной, не удается исследовать традиционными методиками с механическими элементами. Кроме очевидных трудностей из-за смешения разных порций реагентов, полученных при отборе проб в ходе реакции для химического анализа, имеются более существенные затруднения, связанные с возможными термохимическими изменениями в такой процедуре. Эффекты охлаждения или разогрева системы можно количественно определить с помощью стационарных уравнений сохранения для ударной волны, но они могут быть так велики, что станет невозможным выравнивание температуры посредством теплопроводности. Поэтому при исследовании быстрых реакций в ударных трубах исходную смесь разбавляют инертным (чаще всего одноатомным) газом, что позволяет изучать реагирующие системы с большим тепловым эффектом. [c.124]

    Самые ранние измерения кривых поглощения ОН проведены при изучении смесей Н2О—Аг и (2Нг-Ь О2)—Аг в отраженных ударных волнах при температуре около 2830 К с использованием расчетных равновесных значений концентраций образующихся в реакции радикалов ОН в диапазоне 10" —10 моль/см [25]. Затем для исследования влияния давления и состава смеси на поглощение проделаны эксперименты при температурах 1400— 2000 К с различными источниками света [36, 37]. Совершенно очевидно, что все эти измерения на ударных трубах проведены при стационарной или близкой к стационарной концентрации ОН в условиях, когда абсолютное значение концентрации радикалов ОН могло быть рассчитано термодинамически или какой-либо другой надежной методикой. [c.136]

    С целью увеличения чувствительности и временного разрешения на самых ранних стадиях реакции предложена [62] следующая методика измерений. Исследования проводятся в отраженных ударных волнах. Свечение из области изотермической реакции между торцом ударной трубы и фронтом отраженной волны регистрируется через большое окно в торце ударной трубы. В течение опыта излучение каждого последовательного слоя газа, нагретого ударной волной, обладает одинаковой для всех слоев экспоненциальной константой роста, за исключением переходной зоны очень слабого свечения вблизи фронта ударной волны. Интегральная величина интенсивности по всему объему излучения имеет точно такую же экспоненциальную зависимость нарастания от времени. Влияние возможных эффектов отражения или рассеяния света от более поздних стадий реакции, сопровождающихся мощным свечением, остается вне времени наблюдения, поскольку данный метод позволяет ограничивать исследование именно на самых ранних стадиях экспоненциального ускорения реакции, если применять окна наблюдения и приемник излучения с большой апертурой. Нужно также отметить, что измерения обычно заканчиваются до того, как их смогут исказить поперечные волны сжатия или ускорение фронта отраженной ударной волны из-за теплового эффекта реакции. [c.148]

    Труднее всего получить согласующиеся значения ф при т) 0,3, когда отчетливо проявляется влияние констант кь и кс. С помощью торцевой методики измерения рекомбинационного излучения О—СО [65] и измерений поглощения ОН [43, 80] определены более высокие значения ф и соответственно кь и к , чем в экспериментах с менее чувствительными методами инфракрасного излучения [74] и свечения О—СО [66], регистрируемого через окно в боковой стенке ударной трубы это может быть вызвано уменьшением скоростей цепного разветвления из-за расходования реагентов. Вопросы влияния развивающегося за падающими ударными волнами пограничного слоя на временной характер процесса и температуру в экспериментах по измерению ф еще не решены окончательно [67]. [c.164]

    Многочисленные исследования структуры пламен Нг —Ог (разбавитель) с помощью самых разнообразных экспериментальных методик широко представлены в литературе. В нашу задачу не входит детальное обсуждение этих работ, а заинтересованным читателям можно рекомендовать прекрасные монографии [14—16], уже цитированные ранее. Мы проведем очень сжатое рассмотрение кинетических результатов таких исследований, причем основное внимание уделим сравнению с данными, экспериментов, выполненных на ударных трубах. [c.189]

    В работе [81] для этой цели была применена регистрация изменения поглощения света, проходящего через детонирующую в ударной трубе смесь водорода с кислородом, к которой примешивалось небольшое количество иода. Основным результатом этих наблюдений, как отмечают авторы, является то, что полная диссоциация иода наступает без признаков предварительного усиления поглощения света (которое указывало бы на повышение давления без реакции), и что начало свечения от детонации совпадает с фронтом ударной волны в пределах разрешающей способности данной методики (2—3 мксек). Таким образом, снова подтверждается, что завершение периода индукции воспламенения происходит уже в Процессе сжатия в ударной волне. [c.340]

    Ограниченное количество стандартных образцов, которые можно изготовить из фрагмента трубы, позволили провести следующие анализы растяжение с определением предела прочности, условного предела текучести и относительного удлинения. Кроме этого, образцы испытывали на ударный изгиб. Специальные образцы приготавливали для замера твердости и металлографических исследований. Испытания проводили по следующим стандартным методикам ГОСТ 1497-73, ГОСТ 9454-78. Определение микротвердости проводили согласно ГОСТ 9450-76. Для определения микроструктуры сварных швов использовали способ электрохимического травления. [c.7]

    Из табл. 2 видно, что при переработке ряда технически важных материалов температурные режимы для одного и того же полимера зависят от технологических приемов. Например, сварка изделий (листов, труб и пр.) из пластмасс, осуществляемая горячим воздухом, нагреваемым в специальных горелках, проводится при довольно высокой температуре. В этих условиях возможно разложение и окисление материала. Однако продолжительность нагревания в данном случае незначительна, что, естественно, ограничивает степень протекающей деструкции. Влияние условий переработки (температуры и продолжительности) на свойства материалов обычно определяется путем испытаний физико-механических и других свойств. Определения значений теплостойкости (по Мартенсу, Вика и другим методам), прочности на разрыв, модуля упругости, удельной ударной вязкости и относительного удлинения при разрыве проводятся по различным методикам и общесоюзным стандартам . Ухудшение этих показателей, например появление хрупкости, указывает на изменения свойств, вызванные деструкцией и иногда образованием пространственных структур. По величине растворимости и удельной вязкости растворов полимеров до и после обработки можно судить о характере протекающих процессов деструкции и сшивания . Показатели диэлектрических свойств полимера, такие, как удельное объемное электрическое сопротивление (р), тангенс угла диэлектрических потерь (1д6) и диэлектрическая постоянная, также весьма существенны при оценке электроизоляционных материалов. [c.26]

    Во многих кинетических методиках часто приходится иметь дело с состоянием реагентов и продуктов вдали от состояния термического равновесия. Реакции в молекулярных пучках, ударной трубе и т. д. могут генерировать продукты в неравновесных состояниях. В таких случаях следует приложить все усилия к тому, чтобы идентифицировать энергетические состояния или распределение энергии в частицах. Это может потребовать составления обширных таблиц с данными по сечению соударений, условиями измерения, внутренней и кииети- [c.340]

    Для подробного ознакомления с методикой работы на ударных трубах читателю можно рекомендовать обширную библиографию [1]. Новые аспекты оснащения ударных труб измерительной аппаратурой отражены в гл, 2, написанной Гетзингером и Шоттом [2]. В связи с вопросом о точности данных, полученных в ударных трубах, представляет интерес, в частности, обсуждение особенностей распространения реальных ударных волн и их значения для исследования реакций диссоциации [3]. [c.14]

    Ударные волны получают в длинных трубах, разделенных разрушаемой диафрагмой на два отделения. Одно заполнено ускоряющим газом, обычно водородом или гелием, при давлении 400—750 мм рт. ст., другое — исследуемым газом (в частности, кислородно-ацетиленовыми смесями) в Аг или Хе при полном давлении в несколько миллиметров ртутного столба. При резком разрыве диафрагмы в секции ударной трубы, где находится смесь при низком давлении, со сверхзвуковой скоростью распространяется плоская ударная волна. При этом температура может быть вычислена на основании термодинамических свойств газа. Для исследования протекаюпщх в ударной волне процессов применяли различные методики [7] анализ газов, истекаюпщх через малое отверстие, с помощью времяпролетного масс-спектрометра [8], измерение плотности газа в ударном слое в зависимости от времени с помощью поглощения мягких рентгеновских лучей [9], исследование излучения 10, а также измерение ионизации в ударной волне методом проб Лэнгмюра [11.  [c.558]

    Вводной из недавних работ, посвященных исследованию пиролиза метана, константа скорости распада СН4 была измерена по скорости роста углеродной поверхности на фарфоровом стержне внутри реактора [57]. Очевидно, что в данном случае наблюдаемые значения константы скорости и энергии активации характеризуют гетерогенный процесс. Тем не менее, измеренная в работе [57] энергия активации равна 103 2 ккал/моль, т. е. не наблюдается какого-либо понижения энергии активации, которое можно было ожидать, например, на основании результатов работы [15]. При исследовании термического распада метана методом адиабатического сжатия [42] была получена величина энергии активации, равна 100 ккал/моль. Таким образом, сопоставление результатов последних работ, посвященных изучению пиролиза метана, также не позволяет сделать окончательных выводов о механизме начальной стадии процесса. Больше того, противоречивость результатов работ, проводимых по сходной методике в ударных трубах ([38, 39], с одной стороны, и [36], с другой) не позволяет однозначно объяснить, различия в наблюдаетх значениях энергии активации, т. е. приписать пх действию какого-либо фактора (влиянию поверхности, ингиби-ровадию реакции водородом, существенным отклонениям от равновесия и т. д.). [c.660]

    Применялся также второй метод, основанный на стандартном методе испытания детонации перекиси водорода [261, при котором испытуемый материал подвергают действию ударной волны от капсюля-детонатора. В пробирку (из стекла пирекс) размерами 15х 150 мм, содержащую испытуемый материал, опускают апсюль-детонатор № 6 таким образом, чтобы он был наполовину погружен в топливо. Затем пробирку помещают в вертикальный участок высотой 18 см свинцовой трубы с внутренним диаметром 19 мм и толщиной стенки 6 мм, закрепленной на оправке в стальной плите тол щиной 25 мм, после чего капсюль взрывают. Эта методика позволила обнаружить несколько различных типов явлений (рис. 4). [c.121]

    СВЯЗЬ между скоростью образования осадка и скоростью разложения исходного вещества, однако выводы требуют еще более строгих доказательств [183]. Исследования показали, как и следовало ожидать, что скорость образования осадка определяется скоростью пиролиза газа лишь в том случае, когда кольцо узкое, скорость разложения невелика, а диффузия идет быстро. Из этих величин можно вывести безразмерный параметр где — константа скорости мономолекулярпой газовой реакции р — половина толщины кольца О — коэффициент диффузии молекул газа. Если этот параметр меньше единицы, скорость образования осадка определяется скоростью разложения газа. С помощью усовершенствованной экспериментальной методики были получены данные по кинетике образования углерода [184], позволившие вычислить значения при разложении метана. С учетом неопределенности величин, полученных для плотности и удельного сопротивления пленок углерода, данные [184] хорошо согласуются с результатами экспериментов в трубе с ударной волной при высоких температурах (рис. 162). [c.316]

    Ударная прочность. Контроль ударной прочности покрытия при изоляции труб для магистральных трубопроводов в заводских условиях осуществляют выборочно (2 % труб от партии) в соответствии с методикой ГОСТ 25812—83. Испытания проводятся с помощью ударного приспособления (рис. 5.7), свободно падающий груз в котором имеет боек твердостью ННС 60 сферической формы диаметром 16 мм. Масса бойка 1...4 кг в зависимости от ударной прочности покрытия. За величину ударной прочности принимают максимальную работу падающего груза в Дж, при которой покрытие остается неразрушенным. Критерием неразрушения защитного покрытия при ударе является отсутствие в местах удара при 10 измерениях пор и трещин, обнаруживаемых электроискровым дефектоскопом. Места [c.197]


Смотреть страницы где упоминается термин Методика ударной трубы: [c.142]    [c.142]    [c.141]    [c.221]    [c.90]    [c.142]    [c.141]    [c.332]   
Смотреть главы в:

Возбужденные частицы в химической кинетике -> Методика ударной трубы




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Ударная труба



© 2024 chem21.info Реклама на сайте