Потока стехиометрия

В выражении для относительного изменения концентраций фигурируют либо экспериментальные величины (концентрации, скорость реакции, которой соответствует поток, стехиометрия), либо геометрические размеры (диффузионный путь), либо физические величины (коэффициент диффузии). На первом этапе процесса диффузии концентрации, стоящие в уравнениях, непосредственно доступны экспериментальному определению. На последующих этапах расчета используются значения концентраций, которые устанавливаются в результате протекания предшествующего диффузионного процесса их можно получить, рассчитывая разность концентраций на предшествующем этапе. Эти соображения основываются на предположении о квазистационарности диффузионного режима диффузия в каждый момент времени определяется только теми значениями концентраций, которые существуют в данный момент времени на концах диффузионного пути следовательно, количеством жидкого или газообразного вещества, которое может накопиться вдоль этого пути, можно пренебречь по сравнению с общим количеством обменивающегося вещества. Такое предположение позволяет отождествить потоки, фигурирующие в уравнениях, с величиной, получаемой от деления полной измеренной скорости реакции, выраженной числом молекул на отрезок диффузионного пути. Размер этого отрезка и длина диффузионного пути определяются геометрией образца и реакционной камеры. Что касается коэффициента диффузии, то его значения приведены в таблицах (некоторые значения даны в приложении 1 более полные таблицы можно найти в цитируемой в этом приложении литературе). Кроме того, коэффи- [c.134]

Дифференциальные уравнения (1.28), (1.29) и (1.31), а также граничные условия (1.7), (1.9) и (1.10) подробно обсуждены в главе 1. Из уравнения (1.31) при с = О, 6 = 0 следует, что на фронтальной плоскости реакции дс = Я и диффузионные потоки двух реагентов удовлетворяют стехиометрии реакции ( молей жидкого ре-агента на 1 моль абсорбирующегося компонента). [c.59]

Для анализа химической концепции нового метода стехиометри ческий баланс, основанный на упрощающих предположениях (на пример, на принятии максимального теоретического выхода и т. д.) является удобной формой расчета. Положение может измениться когда составляется стехиометрический баланс, основанный на дан ных о работе действующей промышленной установки. В этом слу чае нетрудно провести анализ смесей реагентов, но часто отсут ствует возможность точного установления количества и объема реагирующей смеси, определения скоростей потоков и т. п. [c.112]

Ранее было получено уравнение (1.18) для коэффициента ускорения массопереноса, при этом предполагалось, что результирующий поток при сопряжении I и независимый поток /, сравниваются при одинаковой движущей силе X, равной разности химических потенциалов газа в напорном и дренажном каналах. Если использовать допущение о локальном равновесии фаз и выразить движущую силу поверхностной диффузии через состояние газовой фазы, то очевидно = Тогда коэффициент ускорения окажется функцией степени сопряжения у. и феноменологической стехиометрии 2 (см. уравнения (1.11)) [c.68]

Из уравнений (3.38) и (3.28) с учетом стехиометрии можно выразить приповерхностные концентрации реагирующих веществ через температуру поверхности и температуру ядра потока Тт- [c.61]

Величина п является суммой двух выражений первое выражение представляет собой число молей абсорбируемого нереагирующего компонента, перемещенное к концу каждого периода обновления в потоке толщиной г второе выражение — число молей абсорбируемого компонента, которое реагирует и будет перемещаться к концу каждого периода обновления в потоке толщиной г. Если стехиометрия реакции такова, что число молей абсорбируемых и реагирующих веществ равно числу молей, полученных в результате химической реакции, то [c.147]

В стандарте дается толкование применяемых терминов. Плотность дыма (дымность) —концентрация дыма в потоке газов сгорания, измеряемая как дымовое число по пятну СО2 в газах сгорания— содержание (в %) двуокиси углерода в потоке газов сгорания. Избыток воздуха при сгорании — избыток входящего в установку воздуха сверх количества, необходимо го по стехиометрии для превращения обычного топлива при полном сгорании в СО2 и Н2О. Он может быть вычислен по концентрации СО2 в потоке газов сгорания и по соотношению в топливе углерода и водорода. [c.63]

Пусть изменения объема в газовой фазе происходят за счет гетерогенных процессов испарения с поверхности жидкости, конденсации на поверхности, гетерогенного горения. Тогда величины диффузионных потоков в газовой среде должны быть согласованы с условиями на поверхности. При испарении, например, у поверхности непрерывно появляются новые объемы в газовой фазе (новые объемы пара), при конденсации происходит обратный процесс. При химической реакции на поверхности потоки исходных веществ (к поверхности) и потоки продуктов реакции (от поверхности) связаны стехиометрией реакции. Вдобавок во всех упомянутых случаях инертные (не участвующие в процессе) компоненты не должны перемещаться в направлении, нормальном к поверхности, на которой протекает процесс. В этом направлении общее давление Р сохраняется неизменным. Величина общего давления может меняться только за счет аэродинамических сопротивлений (вязких и инерционных сил). Эти сопротивления при возникновении стефановского потока обычно пренебрежимо малы и не могут привести к сколько-нибудь заметному изменению общего давления. [c.74]

Уже говорилось, что потоки инертных компонент (с учетом стефановского потока) должны быть равны нулю, а соотношение для потоков компонент, участвуюш,их в реакции, должно удовлетворять стехиометрии реакции. Из этих условий могут быть найдены величины и направление скорости стефановского потока. Перенос со стефанов-ским потоком всех компонент направлен в одну сторону и для /-компоненты равен w pJ RT). Производя выкладки, нужно учитывать взаимосвязь между парциальными давлениями компонент. Для идеального газа сумма парциальных давлений компонент равна общему давлению. В примерах 4 и 5 выводятся конкретные соотношения для диффузионных потоков с учетом стефановского потока при испарении или конденсации и при гетерогенных реакциях на поверхности углерода. [c.75]

Рассмотрим сначала случай, когда углерод сгорает с образованием окиси углерода (первая реакция), а углекислый газ отсутствует (восстановительной реакции по этой причине нет). Если окислителем служит воздух, то будем иметь трехкомпонентную систему — Ои, СО и N3. Примем, что коэффициент диффузии О один и тот же для всех составляющих смеси (см. пример 2). По стехиометрии реакции мольный поток О2 должен быть в два раза меньше мольного потока СО. Поток азота N2, не участвующего в реакции, должен быть равен нулю. Относя индекс 1 к кислороду, индекс 3 к окиси углерода и индекс 6 к азоту, запишем [c.86]

Поток окиси углерода согласно стехиометрии реакции СО + 0,502 = = СО2 должен быть в два раза больше потока кислорода, т. е. [c.155]

Как было показано в предыдущем разделе, то, что некоторые типы стационарных состояний не существуют, может являться следствием свойств графа и стехиометрии, но, когда нет положительных инвариантов, существование стационарных состояний не может быть установлено, не зная зависимости Р,(с) от с. В этом разделе мы приведем некоторые результаты для класса сетей, которые называются вершинно-управляемыми. В этих системах поток через г-е ребро зависит только от концентрации вещества в реакционном комплексе, соответствующем этому ребру. Так, например, если ребро (/р 2) помечено /, то дР /дс = О, при условии что у не является индексом вещества в СО,). Этот класс, конечно. [c.341]

В случае сферически-несимметричных поверхностных слоев осредненный по всем направлениям радиальный поток массовой доли химического компонента к, поступающий в газ с внешней стороны поверхностного слоя капли сорта у, будет обозначаться через 0 , . Как будет видно из последующих приложений, величины 0. ,] обычно зависят от суммарной стехиометрии реакции в поверхностном слое и состава частицы. Так как масса компонента к, поступающая в газ из распыленных частиц, в единице объема в секунду равна [c.349]

Принимая во внимание отрицательный итог всех попыток найти высокоэнергетические промежуточные соединения, а также очевидную необходимость интактной мембраны, Митчелл в 1961 г. предложил химио-осмотическую теорию окислительного фосфорилирования [97, 98]. В этой теории также принимается в расчет наличие энергозависимых процессов, таких, как накопление митохондриями катионов. Принципиальные положения теории Митчелла проиллюстрированы на рис. 10-12. Предполагается, что во внутренней мембране митохондрии имеется протонный насос, приводимый в действие потоком электронов этот насос выкачивает протоны из матрикса через мембрану. Идея о выкачивании протонов путем переноса электронов сама по себе не нова еще ранее высказывалось предположение, что этот механизм лежит в основе накопления в желудке соляной кислоты. Как указано на рис. 10-12, окисленный переносчик В при восстановлении в форму ВН приобретает два протона. Эти протоны не обязательно должиы поступать от восстановленного переносчика АНг, и Митчелл предположил, что они захватываются из раствора на внутренней стороне мембраны, т. е. со стороны матрикса. Затем, когда ВНг вновь окисляется под действием переносчика С, протоны освобождаются, но уже с наружной стороны мембраны. Митчелл привел данные, свидетельствующие о наличии требуемой стехиометрии процесса на каждые два протона, прошедшие через мембрану, синтезируется одна молекула АТР. Отсюда следует, что в цепь переноса электронов должно быть встроено три разных протонных насоса, соответствующих трем участкам фосфорилирования. [c.419]

Стехиометрия транспорта ионов имеет одно важное свойство так как количество ионов натрия, транспортируемых из клетки, превышает количество входящих в клетку ионов калия, результирующий суммарный поток положительных ионов направлен наружу. Следовательно, натрий-калиевый насос представляет собой электрогенный насос [6]. В случае если ток че- [c.175]

При квазистационарном протекании процесса все исходные вещества должны поставляться диффузией к поверхности в эквивалентных количествах, т. е. должно удовлетворяться условие стехиометрии диффузионных потоков [c.78]

Здесь Лх, Ап...— химические символы исходных веществ Л с+1... — химические символы продуктов реакции V — стехиометрические коэффициенты. Уравнение реакции нам удобно записать так, чтобы все его члены были перенесены в левую часть. Тогда стехиометрические коэффициенты исходных веществ будут положительными, а стехиометрические коэффициенты продуктов реакции — отрицательными. Если реакция протекает только на поверхности, то потоки веществ связаны условием стехиометрии потоков [c.145]

В непосредственной близости от поверхности, на которой происходит реакция, скорость нормального к поверхности течения смеси не зависит от гидродинамических условий и всецело определяется условиями диффузии и стехиометрией потоков. Эту скорость мы и будем вычислять по формуле (П1,8) и называть скоростью стефановского потока. Как мы видели в главе II при рассмотрении диффузионной кинетики в случае нескольких диффундирующих веществ, процесс всегда лимитируется диффузией одного из веществ — именно того, для которого величина p /v имеет наименьшее значение. Обозначим это вещество индексом 1. [c.145]

Для необратимых реакций лимитирующим может быть только одно из исходных веществ. При протекании необратимой реакции в диффузионной области концентрация лимитирующего вещества у поверхности равна нулю, концентрации остальных веществ определяются из условия стехиометрии потоков. При протекании обратимой реакции в диффузионной области концентрации всех веществ определяются химическим равновесием на поверхности и лимитирующим может быть как исходное вещество, так и продукт реакции. [c.145]

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]

Диффузия двух газов, реагирующих на поверхности в определенном стехиометрическом соотношении в присутствии инертного газа, который мы обозначим индексом 0. Воспользовавшись условием стехиометрии потоков (111,9), получаем из (IV,49) [c.195]

Для гетерогенных химических процессов, не сопровождаемых реакциями в объеме, потоки реагентов и продуктов связаны условием стехиометрии потоков (111,9). При этом в формулах (IV, 65) и (IV, 68) имеем [c.200]

Более строгое описание стефановского потока дается решением (IV,58) системы (IV,57), если выразить все /г через поток лимитирующего вещества с помощью условия стехиометрии потоков (111,9). С учетом этого условия система (IV,57) принимает вид [c.202]

Поскольку приближение (V, 58) оправдано для диффузии растворенных веществ в вязкой жидкости, то стефановский поток можно считать несущественным, т. е. принять в качестве одного из граничных условий обращение нормальной скорости в нуль на поверхности. В общем случае функция Ф х) должна быть найдена из условия стехиометрии потоков, как было показано в главе III. [c.242]

По мере увеличения температуры поверхности или уменьшения скорости потока (соответственно — увеличения скор1ости реакции или уменьшения коэффициента массопередачи) приповерхностные концентрации исходных веществ уменьшаются. В случае необратимой реакции во внешнедиффузионном режиме приповерхностная концентрация хотя бы одного из исходных веществ должна быть близкой к нулю. Однако концентрации всех исходных веществ могут, как это видно уже из соотношений (II 1.43), одновременно обратиться в нуль только при соблюдении условия диффузионной стехиометрии [c.114]

Рабочая газовая смесь сильно разбавлена инертными компонентами. Кроме того, реакции очистки протекапт без изменения объема. Поэтому, несмотря на некоторые различия коэффициентов диффузии компонентов смеои, можно пренебречь влиянием Стефановского потока и диффузионной стехиометрии на скорость процесса. [c.70]

Пламя должно создавать восстановительную атмосферу, поскольку многие металлы в пламени имеют теидеицию образовывать устойчивые оксиды. Эти оксиды туюнлавки и нелегко диссоциируют при обычных температурах пламени. Поэтому для повышения степени атомизации необходимо обеспечивать восстановительный режим, что достигается Н1)актпчески в любом пламени, если создать скорость потока горючего газа большей, чем это необходимо по стехиометрии горения. [c.149]

ОТ скоростей диффузии газообразного горючего п окислителя к конусообразной поверхности пламени над газовыми гранулами горючего (см. также работу [ ]). Детально разработанная, поддающаяся строгому анализу модель с диффузионным пламенем, в которой пламя располагалось над чередующимися слоями горючего и окислителя, была предложена и проанализирована Нахбаром [ ]. В этой модели приняты во внимание процессы на поверхностях горючего и окислителя, учтено различие средних высот и средних температур пламени над горючим и окислителем, различие в толщине слоев окислителя и горючего, а также отличие состава твердого топлива от стехиометри-ческого. Хотя выводы этой теории находятся в приблизительном соответствии с экстраполированной экспериментальной зависимостью скорости горения от размера частиц окислителя, наиболее существенным возражением против диффузионного механизма горения в данном случае является то, что он всегда предсказывает независимость скорости горения от давления (см. главу 3). Чтобы в этой модели получить наблюдаемую зависимость скорости горения от давления, необходимо ввести в рассмотрение либо экзотермическое гомогенное газовое пламя либо пламя разложения, примыкающее к поверхности одного из конденсированных реагентов, либо учесть процесс горения смеси горючего и окислителя в потоке после смешения. [c.288]

Диффузионное горение имеет место в условиях, когда горючее и окислитель диффундируют в зону р-ции с противоположных сторон таково, напр., Г. свечи, фитиля. Если при этом константа скорости к р-ции Г. много меньше константы скорости диффузии , реагенты успевают перемещаться и р-ция протекает в обычном кинетич. режиме (относительно низкотемпературном). При fe реагенты взаимод. тотчас же после их поступления в зону р-ции, прежде чем они полностью перемешаются, и р-ция протекает в режиме Г., т.е. при высоких т-рах. Отношение диффузионных потоков реагентов определяется стехиометрией р-ции концентрации горючего и окислителя в зоне р-ции малы, осн. компонент смеси - продукты сгорания, к-рые диффундируют в области, занятые горючим и окислителем (рис. 4). Выделяющееся при р-ции тепло передается горючему и окислителю, к-рые поступают в зону р-ции нагретыми до высокой т-ры. В отличие от Г. перемешанных смесей, т-ра диффузионного Г. зависит от отношения D/y.. При D = и она совпадает с т-рой Г. перемешанной стехиометрич. смеси горючего и окислителя, с уменьшением О/и-падает. По этой причине диффузионное Г. не реализуется в конденсиров. средах, для к-рых значения D/v. очень малы помимо газофазных систем, диффузионное Г. характерно для гетерог. р-ций на пов-сти (Г. твердых в-в, гете- [c.596]

В экспериментах использовался модельный РДТТ, одна из стенок которого выполнена в виде окна из двухслойного плексигласа. Огневые испытания с быстрым водяным гашением показали, что в период запуска вплоть до достижения пикового давления в камере абляция плексигласа не происходит. В пяти сечениях вдоль канала с интервалом в 127 мм вмонтированы пять высокочастотных датчиков давления. Предусмотрены три дополнительных отверстия для установки термопар и датчиков тепловых потоков. Для воспламенения заряда использовалась метано-кислородная смесь, по составу близкая к стехиометри-ческой. Конструкция РДТТ позволяет варьировать массовый расход, температуру и время работы воспламенителя. Эксперименты выполнялись на топливе, содержащем ПХА и связующее на основе сополимера полибутадиена и акриловой кислоты, свойства которого приведены в табл. 8, при различных отношениях ЛкМкр (1,06, 1,2, 1,5, 2,0). Для получения таких характеристик, как зависимость р(Т,х) и задержка воспламенения Твоспл, и контроля таких процессов, как распространение пламени и эрозионное горение, использовались записи давления, метод гашения водой и высокоскоростная киносъемка. [c.92]

Гидрид щелочного металла с высокой реакционной способностью получают смешиванием турбулентного потока паров металла с потоком более холодного водорода. Порошок гидрида отделяют от непрореагировавшего металла. При этом методе избыток водорода более 50% от стехиометрии (10—100 молей водорода иа один моль металла). Поглощение водорода металлом осуществляют при температуре 200° С с постепенным подъемом до 300—400° С, при которых процесс протекает с высокой скоростью. Температура исходных паров натрия, лития и калия составляет соответственно 880, 1330 и 750° С. При взаимодействии с водородом оии охлаждаются до 100— 400° С. Температура потока водорода состаэляет рт —100 до -f 100°С. [c.39]

Опыты №№ 1 и 2 показывают, что при большом избытке кислорода в газовой смеси (отношение кислорода к цезию 5.3 л/г вместо 0.17, требуемых по стехиометрии) и больших скоростях газового потока получается продукт низкого качества. При уменьшении количества кислорода в газовой смеси и связанным с этим снижением отношения кислорода к цезию до 2.3 л/г и при уменьшении скорости газового потока получается более чистый продукт (опыты№№ 3 и 4). Это в основном обусловлено понижением температуры в зоне реакции. Однако скорость газового потока оказалась недостаточной для вывода продукта из зоны реакции и лишь 1 /3 его отлагалась на фильтре. Остальные 2/3 оставались в реакторе и переходнике. При сохранении состава газовой смеси неизменным, но некотором увеличении подачи ее и отношения кислорода к металлу (опыт № 5), продукт реакции, отложившийся на фильтре, содержал уже 97% СзОз и составлял примерно половину общего количестЬа полученной надперекиси. При сохранении состава и скорости газовой смеси неизменными, как в опыте № 5 [c.307]

Если условне диффузионной стехиометрии не выполнено, то скорость процесса всегда будет определяться диффузией одного из реагирующих веществ. Если бы потоки реагирующих веществ не удовлетворяли условию эквивалентности (II, 39) и какое-либо вещество поступало к поверхности в большем количестве, чем это требуется согласно стехиометрии, то сколь бы велика ни была скорость реакции, это вещество неизбежно будет аккумулироваться у поверхности и его концентрация С/ будет возрастать до тех пор, пока диффузионный поток [c.80]

При таком спокойном горении вокруг капли образуется сферический фронт диффузионного пламени. Температура поверхности капли определяется равновесием между подводом тепла от пламени и расходованием его на испарение. Скорость испарения может быть найдена аналогично формулам главы 1П, с учетом сферичности. Роль толщины приведенной пленки играет при этом расстояние фронта пламени от поверхности капли, определяемое, в свою очередь, стехиометрией потоков. Процесс спокойного горения капли относится, таким образом, к квазигетерогенному диффузионному горению. Скорость этого процесса рассчитывал Варшавский [121 и измерял экспериментально Клячко с сотрудниками [131. Наблюдение спокойного горения требует специальных условий эксперимента. В технических условиях обычно приходится иметь дело с интенсивным горением капель. Капли, выброшенные из форсущси, движутся вначале по баллистическим траекториям. Силы трения тормозят относительное движение капель в газовом потоке постоянной скорости в пределе должен осуществляться случай спокойного горения. Однако в канале переменного сечения или при обтекании препятствий (стабилизаторы пламени) сам газовый поток движется с ускорением. В силу большого различия в плотности между каплей и газом, ускорение приводит к большим относительным скоростям и, следовательно, к интенсивному горению. При интенсивном горении индивидуальная зона пламени, окружающая каждую каплю, сдувается с нее. Процессы испарения капель и горения паров происходят после этого независимо. Процесс горения паров имеет в этом случае микродиффузионный характер [111. Скорость испарения капель описывается непосредственно формулами главы III. Время, требуемое для полного сгорания, складывается из времени испарения капель, времени смешения паров с воздухом и времени сгорания образовавшейся смеси. Общая скорость горения определяется наиболее медленной стадией. Фактически смешение пара с воздухом и горение смеси, как правило, совмещаются. Испарение капель часто также заканчивается уже в зоне горения. [c.267]

В работе [136] дополнительное ускорение массопередачи при протекании в жидкости химической реакции связывается не с действием капиллярных сил, а с наличием стефановского потока. Анализ массопередачи с мгновенной химической реакцией (при значениях коэффициента ускорения массопередачи 10 ) проведен для пленочной модели с учетом конвективного переноса в поперечном направлении. Показано, что значения коэффициента ускорения массопередачи могут повышаться (особенно при высоких концентрациях реагентов) и понижаться (в зависимости от стехиометрии реакции). Выводы указанной работы не представляются достаточно убедительными. В частности, они не могут объяснить существенное различие скоростей массопередачи для систем СО2 — МЭА и СО2 — NaOH при сопоставимых условиях, хотя константы скорости химических реакций в этих системах близки между собой. [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология