О кинетике химических реакций в потоке

Одним из методов изучения кинетики химических реакций является проведение реакции в замкнутом сосуде, т. е. при постоянном объеме. Такие условия, в отличие от условий, при которых реагирующая смесь непрерывным потоком пропускается через реакционное пространство, называются статическими- [c.18]

Кинетика химических реакций, протекающих в потоке [c.48]

В данной работе следует ознакомиться с методом изучения кинетики химических реакций в потоке. [c.405]

Рещение полного уравнения в сочетании с аналогичным уравнением для теплопередачи дает самое общее и точное математическое описание реакции в потоке. К сожалению, в общем виде эта задача не решается и приходится прибегать к различным упрощенным методам и приемам. Решение этой задачи принято называть математическим моделированием химической кинетики. Оно позволяет также решать очень важный вопрос об изменениях в кинетике при переходе от одного (например, меньшего) реактора к другому (большему), т. е. установить принципы подобия кинетики химических реакций. Это имеет первостепенное значение при переходе от лабораторных к промышленным реакторам. [c.268]

Кинетика химической реакции, осуществляемой в системе с рециркуляционным контуром. Определение условий, гарантирующих существование установившегося состояния материальных потоков. Условия, при которых установившееся состояние невозможно. [c.34]

Система уравнений (3.59) — (3.63) отражает влияние энергообмена, трения, кинетики химических реакций и геометрического фактора (изменение проходного сечения) на параметры газового потока. [c.136]

Решение системы обыкновенных дифференциальных уравнений (3.104), (3.116) — (3.119) при заданных зависимостях (3.27) позволяет определить в любой точке 2 канала состав, давление, температуру и скорость газового потока с учетом кинетики химических реакций, т. е. полностью определить термодинамическое состояние системы. [c.145]

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ЧЕТЫРЕХОКИСИ АЗОТА В ЭЛЕМЕНТАХ АЭС С УЧЕТОМ КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.152]

Влияние кинетики химических реакций на параметры потока N. 04 в канале с постоянным поперечным сечением при охлаждении [c.159]

Исследование параметров потока четырехокиси азота в элементах АЭС с учетом кинетики химических реакций 154 [c.205]

Под кинетикой химической реакции понимают совокупность закономерностей, определяющих ход реакции во времени. Для реакцпй, протекающих в потоках, течение во времени равнозначно нх течению в пространстве. Схемы организации двух видов горения приведены на рис. V- . [c.121]

В книге материал распределен следующим образом. В гл. 1—3 изложены основные свойства и характеристики энергетических топлив, термохимия реакций горения, материальный и тепловой баланс процесса горения. Прежде чем приступить к изучению процессов горения различных видов топлив (газовых, твердых и жидких), представлялось целесообразным кратко рассмотреть наиболее общие стадии и стороны сложного физико-химического процесса горения, какими являются равновесие и кинетика химических реакций горения, самовоспламенение турбулентный массо- и теплообмен в потоке, распространение турбулентных струй и системы струй. Рассмотрению этих вопросов посвящены гл. 4—7. В гл. 8—10 рассматривается теория горения газообразных и жидких топлив, а в гл. 11 — практика сжигания этих топлив, газомазутные топочные и горелочные устройства. [c.6]

Для рассматриваемого случая, согласно общим методам решения задач кинетики химических реакций, протекающих в потоке [3], можно написать следующие дифференциальные уравнения, показывающие скорость убыли мономера (1) и скорость возрастания тримера (2) [c.273]

В первых работах по диффузионной кинетике химических реакций, принадлежащих Нернсту и Лангмюру, принималось, что газ или жидкость в диффузионном пограничном слое неподвижны и перенос вещества и тепла сквозь него определяется только молекулярной диффузией. Согласно закону Фика, поток вещества р на единицу внешней поверхности частицы равен [c.113]

Таким образом, сочетание диффузии внутри зерна катализатора с химической реакцией па его внутренней поверхности приводит к возникновению градиента давления внутри катализатора и, как следствие этого, к появлению конвективного переноса реагентов. Насколько значительным является вклад конвективного потока по сравнению с диффузионным, можно выяснить, решая уравнения (1Х.42) и (IX.44) совместно с уравнением, описывающим кинетику химической реакции на поверхности катализатора. Эффективный коэффициент диффузии является сложной величиной, зависящей от состава реакционной смеси в каждом сечении зерна и от параметров, характеризующих строение структуры. При изучении макрокинетики конкретных каталитических решений возможные упрощения функциональной структуры эффективного коэффициента диффузии (IX.46) можно сделать на основе анализа исследуемой задачи. [c.170]

В конце 20-х и начале 30-х годов Н. Н. Семенов создал теорию цепных разветвленных реакций. В вышедшей в свет в 1934 г. монографии Цепные реакции автор с точки зрения цепной теории рассмотрел накопленный к тому времени большой экспериментальный материал. Эта монография и до настояш его времени вдохновляет и заражает энтузиазмом молодых ученых, изучаю-ш их кинетику химических реакций. Созданная Н. Н. Семеновым теория вызвала целый поток исследований в различных странах. В результате этих исследований было установлено, что огромное число важных химических процессов, таких как окисление, крекинг, галоидирование, полимеризация, протекает по цепному механизму. [c.6]

Первая фундаментальная работа по химической кинетике была выполнена Л. Вильгельми [5] в 1850 г., т. е. задолго до появления основополагающих работ но химической статике. В этой работе впервые формулируется закон скорости мономолекулярной реакции, но дата появления работы в значительной мере определила ее судьбу, а именно то обстоятельство, что она не получила резонанса, не вызвала к жизни потока исследований, не стала исходным пунктом развития нового раздела химической науки — кинетики химических реакций, оформившейся как раздел физической химии только в конце 70-х и начале 80-х годов, т. е. спустя четверть века после ее появления. [c.11]

В настоящее время имеется большая литература о гидродинамике и теплообмене при наличии химических реакций (например, [1,2]). В подавляющем большинстве этих работ рассматривается вопрос о том, как влияют эндо-или экзотермические реакции на обтекание потоком сравнительно высокотемпературных газов или жидкостей твердого препятствия, теплообмен в пограничном слое, истечение из сопла и т. п. При этом реальные конечные скорости химических реакций обычно не рассматриваются. Имеются и сравнительно немногочисленные работы по кинетике химических реакций прп высоких температурах, но либо в статических условиях, либо в потоке, изменение гидродинамических и температурных параметров которого не рассматривается (например, [3, 4]). В то же время для понимания химических процессов в плазменных струях и управления ими необходимо знать изменение во времени и пространстве концентраций отдельных компонентов с, реакций (при конечных скоростях реакций), скорости V и средней температуры Т струн. Поэтому следует ставить такую задачу, решение которой дало бы зависимости С = ср/(г) (/ = 1,. . . , п), и = Т = /2(0. Для этого требуется система уравнений гидродинамики при наличии химических реакций и решение ее относительно переменных V, Т, с/. [c.12]

Допущение о том, что при микродиффузионном горении время сгорания определяется процессом смешения и совершенно не зависит от кинетики химических реакций во фронте пламени, справедливо, пока время протекания химических реакций значительно меньше времени смешения. При уменьшении скорости реакций и времени смешения скорость горения будет определяться не временем смешения, а временем химических реакций и не будет возрастать с увеличением скорости потока. [c.203]

Не приводя полной системы уравнений реагирующего потока газов, отметим, что решение ее в общем случае (не только для турбулентного, но и для ламинарного потока) сопряжено, как правило, с практически непреодолимыми трудностями. Последние обусловлены прежде всего необходимостью интегрирования с учетом соответствующих граничных условий сложной системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных. Серьезным препятствием на пути получения полного решения задачи наряду с этим является недостаточность сведений и надежных количественных данных по кинетике химических реакций горения сложных смесей, в особенности применительно к турбулентному режиму течения. К тому же при расчете турбулентного горения газов в полной мере сохраняются обычные для гидродинамики трудности, связанные с незамкнутостью системы [c.14]

В [5.68, 5.69] изложена теория горения и комплексный анализ процесса горения потока топлива в неизотермических условиях. Рассмотрены системы уравнений, отражающих основные явления в процессе горения потока топлива движение газа и топлива, диффузия и конвективный перенос реагирующих компонент, кинетика химических реакций, выгорание компонент, выделение и поглощение тепла, теплообмен с окружающей средой. Такая постановка задачи связана с теорией необратимых процессов и механикой реагирующих сред, хотя основные положения теории горения топлива разработаны независимо от указанных более общих теорий. [c.446]

Некоторые вопросы тепло-, массообмена и кинетики химических реакций при взаимодействии химически активных систем с потоками плазмы [c.179]

Так как скорости химического реагирования имеют конечные значения, то скорость суммарного процесса в конечном счете определяется некоторой константой К. Эта константа скорости суммарного процесса зависит от физических факторов (гидродинамики потока, коэффициента диффузии и др.) и от кинетики химической реакции. Эта зависимость может быть выражена следующим образом [c.110]

Вследствие того, что зависимости р(а) и гл а) существенным образом влияют на величину и состав материальных потоков, перерабатываемых на каждой из стадий технологической схемы, рассмотрению процессов и аппаратов, характерных для каждой стадии, предпосылается изложение некоторых вопросов термодинамики и кинетики химических реакций. [c.61]

Какой тип потока — идеальное вытеснение или идеальное смешение — удобнее применять для исследования кинетики химических реакций [c.143]

Основные успехи в области получения высокочистых веществ химическим осаждением из газовой фазы достигнуты главным образом в результате эмпирического подбора оптимальных условий, основанного на экспериментальном определении влияния различных факторов на качество получаемых веществ. Несмотря на то, что в настоящее время накоплен большой материал, позволяющий оценить влияние таких факторов, как температура, состав газовой фазы, качество подложки, скорость и направление потока газов по отношению к реакционной поверхности, тем не менее для каждого конкретного случая необходимо подбирать оптимальные условия осуществления процесса исходя из самых общих, в основном, термодинамических положений и результатов экспериментального изучения кинетики химических реакций, лежащих в основе процесса. [c.104]

Математическое описание процесса осуществляется па основе глу -бокого исследования кинетики химических реакций, процессов массообмена и теплопередачи, а также гидродинамики потоков. [c.8]

Из нового материала, введенного в отдельные главы второго издания, можно отметить следующий. В гл. I Формальная кинетика более подробно рассмотрен вопрос о порядке и молеку-лярности химических реакций, изложены методы определения порядка химических реакций и энергии активации. Ввиду большой практической важности расчетов динамики и кинетики химических реакций в потоке этот раздел изложен более полно и иначе, чем в первом издании, кроме того, написаны новые 15, 16, 22—24. В главах II—V внесены только исправления и небольшие уточнения. Сильно расширена глава VI Реакции в растворах . В ней приведена классификация реакций в растворах [c.12]

Но энергию активации реакции можно рассчитать и не зная кинетического уравнения. Экспериментальные данные по кинетике реакции в потоке обычно графически изображают в виде зависимости количества непрореагировавшего вещества Ai или количества образовавшегося продукта реакции от числа молей ПоА вещества Аг, подаваемого в начало реакционной зоны. Поэтому общее уравнение кинетики химической реакции в потоке в режиме идеального вытеснения удобно преобразовать так, чтобы вместо переменной I входила переменная Поа . [c.67]

Качественное исследование систем уравнений, оиисывающих стационарные режимы работы гетерогенных каталитических реакторов, свидетельствует о множестве стационарных состояний. Причинами множественности стационарных состояний являются нелинейности кинетики химических реакций, а также транспортные эффекты, среди которых наиболее существенны тепло- и массоперенос между поверхностью зерен катализатора и реакционным потоком, перемешивание потока в радиальном и осевом направлениях отвод (подвод) тепла, выделяющегося (поглощающегося) в ходе химических реакций [1, 2]. [c.281]

Небольшие системы реакторов с мешалками непрерывного действия обычно применяют для изучения кинетики химических реакций. Денбиг и Пейдж [3] описывают проточный метод, использованный для исследования химических реакций, когда среднее время пребывания в сосуде составляло от 1 до 4000 секунд. Этот ]четод особенно ценен для исследования довольно быстрых реакций. Метод основан на измерении скорости химической реакции при различных скоростях потока жидкости в условиях стационарных режимов. [c.106]

Посвящена исследованию процессов массо- и теплопереноса к поверхности реагирующих частиц, капель и пузырей, движущихся в жидкости или газе. Развиты эффективные приближенные аналитические методы решения соответствующих стационарных и нестационарных краевых задач нри больших и малых числах Пекле. Исследована зависимость массотеплообмена от формы частицы, гидродинамики потока и. кинетики химической реакции. Изучены вопросы конвективного массотеплообмена в упорядоченных системах частиц, капель и пузырей. Рассмотрены задачи о нестационарной диффузии к реагирующей поверхности в потоке. Приведены также простые инженерные формулы, пригодные для непосредственного практического использования. [c.2]

Значительные математические трудности не позволяют дать единре описание массотеплообмена частицы со средой, охватывающее все многообразие встречающихся на практике ситуаций, различающихся характером обтекания частиц, кинетикой химической реакции на поверхности частицы, степенью взаимного влияния тепловых, химических и гидродинамических процессов, свойствами частиц и другими параметрами. Поэтому необходимо выделять сходные по постановке задачи, приближенное решение которых может быть найдено с разной степенью точности различными приближенными методами. Получение аналитических результатов по мас-сотеплообмену капель и частиц при наличии химических превращений в потоке и на межфазной поверхности оказывается при этом возможным лишь для сравнительно простых моделей, допускающих существенные упрощения в математической формулировке задачи. [c.10]

Результаты, установленные в работах [419—423], указывают на необходимость учета влияния кинетики химических реакций при выборе тепловых схем и параметров цикла, при расчетах теплообменных аппаратов п проточных частей газовых турбин. Для решения этих задач требуется разработка методов расчета параметров потока N204 в каналах с постоянным и переменным поперечным сечением при наличии и отсутствии энергообмена и трения, а также детальное знание кинетики и механизма химических процессов, протекающих в реагирующей четырехокиси азота. [c.7]

За последнее время было выполнено большое количество расчетно-теоретических работ, посвященных исследованию влияния кинетики химических реакций [299— 347], колебательной релаксации [348—357], электронноионной рекомбинации [358—363] на параметры высокотемпературных газовых потоков. Появился ряд монографий [262, 364—367], в которых рассмотрены основные особенности газовых течений при наличии релаксационных явлений. Интерес к неравновесным течениям в значительной мере обусловлен развитием ракетной техники, исследованиями в аэродинамических экспериментальных установках и МГД-генераторах. [c.118]

Разработанные нами программы были использованы для численного исследования влияния кинетики химических реакций на параметры потока N2O4 в каналах постоянного и переменного сечения при наличии и отсутствии энергообмена и трения. [c.153]

Еще более значительны затруднения, возникающие при расчете параметров потока реагирущей системы в проточной части газовой турбины. Немонотонность теплофизических свойств и учет кинетики химических реакций делают в настоящее время практически неразрешимой и задачу стационарного двумерного вихревого течения реагирующей смеси. Эти затруднения указывают на необходимость разработки упрощенной математической модели, отражающей основные физические закономерности расширения реагирующего газа в ступени турбины. [c.166]

Качественно влияние кинетики химических реакций на параметры потока в проточной части газовой тур бины можно исследовать, заменяя рассмотрение течения N204 в проточной части турбины рассмотрением одномерного стационарного течения N264 в модельном канале переменного сечения с заданными законами изменения энергообмена и трения вдоль оси канала. [c.166]

В периодических процессах поток сырья намеренно время от времени прерывается и условия протекания процесса обычно меняются во времени. Такой процесс никогда не находится в статическом состоянии, и его математическая модель должна состоять из дифференциальных или разностных уравнений, которые представляют ход процесса как функцию времени. Аналогичная модель требуется для описания течения непрерывного процесса на отрезке времени, следующем сразу за большим возмущающим воздействием, или в моменты пуска и остановки. Обычно такой процесс описывают дифференциальными уравнениями, составленными на основе принципов кинетики химических реакций, гидродинамики, тепло- и массообмена. Если пользоваться ЭЦВМ, которая может быстро повторить серию вычислений, удобно прибегать к дифференциальным уравнениям, что позволяет находить значения многочисленных зайисимых переменных в определенные промежутки времени. [c.444]

Из опытов Туигга следует, что лучшим катализатором, вероятно, является какой-то средний катализатор, который не дает полного превращения углеводорода, если нужно получить оптимальные выходы. Работа Туигга показывает, что при увеличении скорости потока газа, реагирующего над катализатором, общая степень превращения этилена уменьшается и превращение до СО тоже уменьшается, а образование окиси этилена остаётся почти постоянным. Вероятно, некоторые ступени в реакции определяются явлениями переноса вещества, а не кинетикой химической реакции. Этот вопрос должен явиться предметом дальнейшего исследования. [c.271]

Самоподдерживающие колебания в кинетике химических реакций реализуются, только когда 1) система является открытой и далекой от равновесия 2) система имеет больше чем одну кинетическую степень свободы, т. е. описание ее временного поведения требует соответствующую систему дифференциальных уравнений 3) имеют место крайне нелинейные отношения между движущилш силами и потоками или реакциями соответственно 4) колеблющаяся система всегда содержит неустойчивые состояния 5) колебания являются результатом взаимной кинетической связи между процессами, которые в других отношениях независимы друг от друга 6) временные колебания в физико-химических системах всегда сопровождаются периодически образующимися процессами распространения в пространстве, Следовательно, они являются и временными и пространственными явлениями в одно и то же время. [c.54]

Известно, что механизм и кинетика химических реакций изучаются, как правило, в изотермических условиях в замкнутых сосудах и при интенсивном пере-метпиваиии газов или жидкостей. Между тем химикотехнологические процессы в большинстве случаев сопровождаются значительным выделением или поглош е-пием тепла, что создает большие градиенты темиера-туры в условиях быстрых турбулентных потоков и при наличии твердых катализаторов, нередко находящихся во взвешенном состоянии. При реакциях обычно происходят изменения числа частиц, взаимная диффузия исходных и конечных продуктов и т. д. Макрокинетика — это кинетика реакций с учетом физических и гидродинамических факторов (градиенты температуры, концентрации, турбулентность, размеры и форма аппаратуры), воздействующих на скорость реакций и выход продуктов. [c.26]

В книге рассмотрены формальная кинетика химических реакций в статических условиях и в потоке, общие закономерности распада и образования молекул, основы теории столкновений и переходного состояния, теории моно- и тримолеку-лярных реакций, кинетика реакций в растворах, теория цепных и фотохимических реакций, кинетика, химических реакций под действием излучений высокой энергии, современные теории гомогенных и гетерогенных каталитических реакций, кинетика ферментативных реакций и реакций образования высокомолекулярных соединений. Достаточно подробно дан вывод всех формул. [c.2]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология