Тепловой баланс при химическом превращении

Вторым уровнем для реактора с неподвижным слоем является модель процесса на одном пористом зерне катализатора. Составные части указанной модели представляют собой стадии переноса вещества и тепла внутри зерен катализатора и химического превращения на активной поверхности. Связи между стадиями описываются уравнениями материального и теплового балансов. Третьим уровнем служит модель в элементе неподвижного слоя с учетом процессов [c.464]

Первый метод основан на тщательном изучении скоростей химических превращений, тепло- и массопередачи в реакторе. Математическое описание в этом случае состоит из уравнений материального и теплового балансов, кинетических уравнений, выражений для скорости передачи вещества и тепла. [c.22]

Материальный баланс может быть составлен в массовых, мольных или объемных единицах. Однако следует иметь в виду, что при наличии химических превращений число молей или объемы могут иногда изменяться. Объемы в незначительной степени могут изменяться также в результате растворения, а именно, когда растворение происходит с заметным выделением или поглощением тепла. [c.10]

Если теплообмен протекает при изменении агрегатного состояния теплоносителя (конденсация пара, испарение жидкости и др.) или в процессе теплообмена протекают химические реакции, сопровождаемые тепловыми эффектами, то в тепловом балансе должно быть учтено тепло, выделяющееся при физическом или химическом превращении. Так, прн конденсации насыщенного пара, являющегося греющим агентом, величина /1 в уравнении (VII,1) представляет собой энтальпию поступающего в аппарат пара, а — энтальпию удаляемого парового конденсата. [c.262]

Из других способов определения теплового эффекта процессов химического превращения нефтяного сырья следует остановиться на составлении тепловых балансов промышленных реакторов. Если известен материальный баланс реактора и его точные режимные данные, можно, составив тепловой баланс аппарата, определить тепловой эффект по алгебраической разности между приходом и расходом тепла. Для получения более точных результатов необходимо учитывать потери тепла в окружающую среду. [c.20]

Второй уровень - это модель процессов на одном зерне. Составляющими элементами этого уровня являются модели процессов переноса тепла и вещества внутри зерна и скорости химических превращений. Уравнениями связи здесь являются уравнения материального и теплового баланса процессов в зерне. [c.30]

Любые химические превращения и процессы касаются изменения электронных состояний реагирующих атомов. Это в свою очередь приводит к изменению общего энергетического баланса системы, обнаруживаемого по выделению или поглощению тепла [c.225]

Уравнения материального и теплового баланса с эмпирическими коэффициентами массо- и теплопередачи повсеместно применяются при расчете гетерогенно-каталитических процессов, скорость которых лимитируется диффузией реагентов к поверхности частицы катализатора и теплообменом между потоком и активной поверхностью. Строго говоря, использование эффективных коэффициентов обосновано только когда поверхность катализатора равнодоступна (см. п. 2). Более тонкие эффекты могут определяться явлениями термодиффузии и диффузионной теплопроводности, возникающими при наложении и взаимном влиянии процессов тепло- и массопереноса, а также изменением физических свойств пограничного слоя, а следовательно и значений коэффициентов диффузии и температуропроводности в результате химических превращений. Ошибка, допускаемая в результате пренебрежения этими явлениями, в условиях большинства химических реакций мала. В некоторых процессах значительную роль играет так называемый стефановский поток, возникающий вследствие неравной скорости диффузии исходных веществ и продуктов реакции или изменения объема в ходе химических превращений. Влияние стефановского потока на скорость химической реакции рассматривается в п. 2. [c.116]

Сталеплавильная ванна. При рассмотрении теплового баланса ванны и определении количества тепла, которое необходимо подавать в ванну извне, следует учитывать тепло химических превращений, совершающихся в ванне. При этом для сталеплавильной ванны в приходную часть записывается физическое тепло жидкого чугуна и других компонентов шихты тепло от выгорания кремния, марганца, фосфора и серы. В расходную часть идет тепло, необходимое для плавления ванны Q , тепло для перегрева ванны Q , тепло диссоциации доломита и известняка потери тепла через под печи Тепло шлакообразования может иметь знак плюс или минус . Наиболее сложной составной частью баланса ванны является тепло от выгорания углерода которое в зависимости от окислительной способности печи может иметь знак плюс или минус . Сальдо теплового баланса ванны есть величина необходимого полезно усвоенного тепла из внешней среды, т.е. величина находится из общего теплового баланса печи Q - Q - [c.438]

В котором первое слагаемое представляет теплоемкость материала, второе — тепло, поглощаемое химическими реакциями и фазовыми превращениями, третье — тепло, уносимое парами, и последнее слагаемое — тепло, рассеиваемое излучением поверхности. Приведенный выше тепловой баланс учитывает только тепловые и химические составляющие абляции. [c.413]

При выводе уравнений ММ аппаратов учитывают гидродинамические режимы перемещения веществ скорости химических превращений, диффузии, передачи тепла, хемосорбции и т. д. уравнения материального и энергетического (теплового) баланса уравнения фазовых превращений и др. В функции / входят (в явной или косвенной форме) основные конструктивные размеры аппарата (поверхности теплообмена, диаметры и длины труб реакторов и т. п.). Чем детальнее и полнее неформальная ММ, тем сложнее структура / и выше размерность вектора а, компонентами которого являются параметры уравнений кинетики (константы скоростей, энергии активации, коэффициенты диффузии и т. п.) и характеристики веществ (теплоемкости, плотности и т. д.). [c.248]

Многообразие химических превращений с точки зрения их теплового баланса можно разделить на две группы реакции, протекающие с выделением тепла — экзотермические и с поглощением тепла — эндотермические. К экзотермическим реакциям относится большинство реакций образования химических соединений из простых веществ например. [c.47]

Ниже приводится тепловой баланс электрокрекинга чистого метана, из которого видно, что почти 85% тепла электрической дуги расходуется на повышение теплосодержания газов, химическое превращение метана в ацетилен, этилен, гомологи ацетилена и сажу. При этом приблизительно 40% тепла идет на образование ацетилена (табл. 30). [c.81]

Долей потерь тепла в окружающую среду Qn предварительно задаются (в процентах от теплового потока). Обычно принимают, что Qn составляет до 10% от общего теплового потока, учитывая, что теплообменники выполнены из стекла — плохого проводника теплоты. Из уравнения теплового баланса находится количество тепла, которое необходимо передать через поверхность теплообмена при условии, что в процессе теплообмена не происходит изменения агрегатного состояния сред и процесс теплообмена не осложнен химическими превращениями. [c.223]

Трудности при моделировании такого рода ФХС обусловлены не только их сложностью, но и тем, что до недавнего времени были недостаточно разработаны соответствующие разделы теоретической механики неоднородных сред. Так, отсутствовали общие уравнения движения многофазных сред, которые учитывали бы многокомпонентный массо- и теплоперенос, фазовые превращения, химические реакции, неравномерность распределения частиц дисперсной фазы по размерам. Поэтому моделирование процессов массовой кристаллизации из растворов сводилось либо к решению уравнения баланса размеров кристаллов вне связи с силовыми и энергетическими взаимодействиями фаз, либо к оперированию алгебраическими (при анализе установившихся режимов) уравнениями баланса массы и тепла для аппарата в целом как для объекта с сосредоточенными параметрами. [c.4]

Расчёт производится на основе математического описания, включающего дифференциальные уравнения превращения вещества в слое катализатора, уравнения материальных и тепловых балансов, уравнение кинетики химической реакции, уравнение баланса энтропии и уравнения изменения энтропии из-за явлений переноса и превращения тепла и вещества, имеющих место при контактном окислении диоксида серы в контактном аппарате. Отдельно анализируется влияние состава реакционной смеси на производство энтропии вследствие превращения вещества в результате химической реакции на производство энтропии из-за процессов переноса тепла и вещества, а также на производство энтропии из-за [c.142]

Здесь q — поток тепла, отводимый от поверхности лучеиспусканием и прямым контактом с телами, не принимающими учас тия в реакции. Формула (III, 19) применима как к химическим реакциям, так и к фазовым переходам, где роль теплового эффекта играет скрытая теплота превращения. Передача тепла самой реагирующей смеси, т. е. реагентам и продуктам реакции не входит в q, так как она учтена полностью в левой части (III, 19). Уравнение (III, 19) выражает тепловой баланс поверхности, на которой происходит реакция. Но поток энергии, составляющий левую его часть, так же как и потоки веществ /, остается постоянным в пределах пограничного слоя. Поэтому под температурой Т можно понимать не только температуру поверхности Г, но и текущую температуру в пограничном слое. С помощью условия стехиометрии потоков (III, 9) уравнение теплового баланса приводится к виду [c.152]

Теплопотреблением сырьевых материалов называют величину численно равную количеству тепла, усваиваемого единицей массы шихты (или концентрата) в период протекания технологического процесса, составной частью которого, помимо нагрева материала, служат идущие с эндотермическим эффектом физико-химические и фазовые превращения, завершающиеся при температуре соответствующей оптимальным условиям разделения продуктов плавки. В печах для плавки на штейн ее, как правило, принимают равной 1250 °С. Количество потребляемого шихтой тепла обычно рассчитывают при составлении материального и теплового балансов плавки. Однако когда нет исчерпывающих данных о минеральном составе сырья и не ясны все детали механизма протекающих в печи тепловых процессов, его теплопотребление [c.454]

Тепловой баланс составляют по данным материального баланса и тепловых эффектов химических реакций и физических превращений, происходящих в аппарате, с учетом подвода тепла извне и отвода его с продуктами реакции, а также через стенки аппарата. [c.120]

Если в процессе теплообмена есть дополнительные условия, осложняющие процесс, например дополнительный приход или расход тепла за счет химической реакции или превращений вещества, то их нужно учесть в тепловом балансе. [c.20]

В зависимости от знака при А5 можно получить электрохимическим путем как больше, так и меньше энергии, чем это соответствует тепловому эффекту реакции окисления топлива Q = —АН. Если учесть, что для самопроизвольно протекающей реакции величина АН имеет отрицательный знак, то при А5>0 значение т]тах>1. Это означает, что при изотермической и обратимой работе ХИТ в электрическую энергию превращается не только химическая энергия —АН, но и поступающее из окружающей среды тепло в количестве А<5 = ТА5 и к. п. д. ХИТ превысит 100%. Знак изменения энтропии определяется балансом превращения газов (в молях). Например, для реакции С+ -Н /гОг—ьСО число молей газа увеличивается с 0,5 до 1, по- [c.118]

Энергетический баланс составляют на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна. Обычно в химико-технологических процессах составляется тепловой баланс. Применительно к тепловому балансу закон сохранения энергии может быть сформулирован следующим образом приход тепла в данном цикле производства должен быть точно равен расходу его в этом же цикле. При этом должно быть учтено все тепло, подводимое в аппарат и выделяющееся (поглощающееся) в результате химической реакции или физического превращения, теплосодержание каждого компонента как входящего в процесс или аппарат, так и выходящего из него, а также теплообмен с окружающей средой. [c.75]

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]

В сфере метаболизма нелинейные эффекты особенно ярко проявляются при изучении гликолиза. Под гликолизом понимают анаэробное превращение глюкозы в лактат биологическое значение этого процесса заключается прежде всего в том, что выделяющееся тепло используется для поддержания теплового баланса в организме. При экспериментальном изучении процесса гликолиза многие авторы наблюдали химические осцилляции в клетках и мышечных волокнах, в которых происходит процесс брожения [85, 86, 136], Гликолитический осциллятор, период колебаний которого составляет около одной минуты, действует за счет периодической активации и торможения фермента фосфофруктокиназы. [c.115]

Запишем теперь уравнения тепло- и массообмена для Ьп-й зоны (рис. Х-33). Так же, как и в случае теплообмена, массообмен происходит в двух направлениях — радиальном и осевом. Радиальный перенос вещества осуществляется в основном диффузией, а осевой (продольный) — конвекцией. Уравнения материального баланса записываются для каждого из четырех компонентов и решаются совместно. В эти уравнения входят потоки данного компонента, поступающие и уносимые в радиальном и осевом направлении, а также возникающие или исчезающие в ходе химического превращения. Уравнения материальных балансов компонентов считаются последовательно для каждой из продольных зон. В них учитываются, кроме изменения потоков вещества от зоны Ьп — 1 через зону Ьп в зону + 1, потоки вещества от зоны спчерез зону Ъп в зону ап. [c.236]

АЯ. Если учесть, что для самопроизвольно протекающей реакции величина АЯ имеет отрицательный знак, то при А5>0 ЗНЗЧ6НИ0 Т]тах >1. Это означает, что при изотермической и обратимой работе ХИТ в электрическую энергию превращается не только химическая энергия — ДЯ, но л поступающее из окружающей среды тепло в количестве ДQ = TДS и к. п. д. ХИТ превысит 100%. Знак изменения энтропии определяется балансом превращения газов (в молях). Например, для реакции С+ + У2О2— СО число молей газа увеличивается с 0,5 до 1, по- [c.118]

Существуют химические процессы и физические превращения, при которых тепловой эффект очень незначителен. Это, например, имеет. место при растворении некоторых газов и твердых те.1, при смешении не реагирующих между собой растворов, прн сорбции некоторых газов, при разбавлении многих растворов и т. п. Величина теплового эффекта в подобного рода процессах обычно Н . пмхочпг за пределы точности выч1 слений при составле П1и теплит, X балансов, вследствие чего теплоту этих процессов практически не учитывают. [c.104]

Воспользуемся графическим методом решения теплового баланса по известной зависимости Ха. = f(Г) строим график. Полученная 5-образная кривая выражает также зависимость тепла химической реакции от температуры в соответствующих координатах Ох р = АНХл — (Т). Из графика определяем, что степени превращения Хд=0,93 соответствует температура в реакторе 95 °С. [c.164]

Рис. 7.1. Потоки энергии (белые стрелки) между фотоавтотрофами и хемогетеротрофами, круговорот углерода (черные стрелки) и баланс между фотосинтезом и дыханием. В процессе фотосинтеза световая энергия превращается в химическую, а затем вместе с диоксидом углерода и водой используется для образования органических соединений из неорганических веществ. Органические соединения являются источниками энергии и углерода для хемогетеротрофов. Энергия и диоксид углерода высвобождаются вновь при дыхании — процессе, характерном для всех живых организмов. Любое превращение энергии сопровождается некоторой ее потерей в виде тепла, являющегося в данном случае бесполезным.

Химические процессы характеризуются глубоким изменением свойст взаимодействующих веществ, происходящим в результате реакции, и связанными с этим энергетическими превращениями, почти всегда проявляющимися в виде выделенного или же поглощенного тепла. Чтобы знать химическую реакцию, уметь вести ее в наилучших условиях, ум ть рас читать тепловой баланс, необходимо знать законы, определя ощив превращения энергии при химическом процессе. Законы эти относятся к области химической термодинамики, рассматривающей соотношения между химической энергией, с одной стороны, и теплотой и мехаличе-ской энергией, с другой стороны. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология