Интегральные соотношения химической реакции

Оба эти метода дают возможность выявить основные различия в активности, связанные со значительными изменениями какого-либо одного параметра (химического состава, структурных свойств и т. д.), если остальные параметры остаются без изменения. Вместе с тем сложной взаимосвязи между процессами сорбции, диффузии и, химической реакцией они не отражают. Более надежным способом, позволяющим избежать неправильных выводов при сравнении катализаторов с нестабильной во времени активностью, является экстраполяция конверсии на нулевое время. Этот метод обычно используют в тех случаях, когда реакция проводится в дифференциальном, а не интегральном реакторе. Однако, как правило, применяется он значительно реже, хотя известно, к какой путанице может привести, например, определение влияния соотношения Si/Al на каталитические свойства деалюминированного морденита, если однозначный способ определения активности отсутствует. Еще меньше можно назвать работ, в которых были проведены кинетические определения зависимости констант скоростей от скорости подачи сырья или парциальных давлений исходных компонентов -й продуктов реакции. Между тем, сравнивая активности, часто дйпускают, что реакции имеют первый порядок, и пересчитывают измеренные степени превращения в константы скорости. Принято также определять температурную зависимость активности и подставлять данные по конверсии при различных температурах в уравнение Аррениуса. Такой расчет будет правильным, если используются только начальные конверсии, потому что в этом случае можно избежать неточностей из-за разной скорости дезактивации катализаторов при различных температурах. Но даже и тогда расчет энергии активации совсем не обязательно приведет к Д,, характерной для данной химической реакции, которая протекает на определенном типе активных центров. Полученная величина Еа может в значительной степени отражать ограничения, связанные с диффузией и массопередачей. [c.56]

Интегральные соотношения. Аналогично соотношениям (8.28), (8.30) для массообмена без химической реакции средние по объему концентрации экстрактива и хемосорбента без и при наличии циркуляции определяются выражениями [c.309]

Печь кислородно-взвешенной плавки. На рис. 11.78 представлена печь кислород-но-взвешенной плавки (КФП) (см. также рис. 11.14). Получены соотношения для расчета выгорания сульфидного факела, суммарного теплового эффекта химических реакций в факеле и ванне расплава 0 ,тепловых потоков и радиационных характеристик среды с учетом переменных в объеме концентрации пылевых частиц (за счет сепарации их в ванну и на стены), состава и количества продуктов плавки. Для определения интегральной степени черноты в различных сечениях по длине сульфидного факела применялась специально разработанная экспериментально-расчетная методика, использующая результаты опытов и расчетов на зональной модели полупромышленной установки. В результате совместного решения уравнений теплообмена, теплового и материального баланса зон (см. кн. 1, п. 5.24, гл. 5, уравнение (5.63)) имеется возможность по заданным расходам и составу компонентов шихты и дутья (входным потокам) определить тепловое состояние печи (трехмерные поля температур и тепловых потоков, параметры гарниссажной футеровки и другие показатели) и выходные технологические параметры плавки, включающие расходы и состав штейна, шлака, пыли и отходящих газов. [c.598]

Оценка состояния качества вод по интегральному индексу качества показала, как предполагается, более объективную картину загрязнения на отдельных станциях, поскольку важны концентрации химических веществ не сами по себе, а отношение к ним составляющих биоты. Более того, оказалось, что полученные интегральные значения QI коррелируют не только с показателями химических веществ, учтенных при получении индекса загрязненности вод, но и некоторых других, определяемых параллельно на каждой станции и имеющих значение для жизнеспособности биотического сообщества. В то же время далеко не всегда изменение QI сопровождалось изменением ИЗВ. Это несоответствие объясняется неоднозначной реакцией организмов на различные соотношения химических параметров. Иногда наблюдается значительная корреляция значений химического (ИЗВ) и биологического (QI) индексов. Но чаще перестройка сообщества и изменение соотношения [c.57]

Уравнение (7.77) получено из общего выражения для диссипативной функции (7.42) с учетом соотношений для сопряженных потоков и перекрестных коэффициентов (см. уравнения разд. 1.2). Первая сумма в уравнении (7.77) оценивает рассеяние свободной энергии в диффузионных процессах в матрице мембраны для всех компонентов, которые приняты взаимно независимыми. Интегральное значение потерь эксергии за счет диффузии каждого компонента может быть вычислено по уравнениям (7.46) или (7.47), следует учесть, что распределение компонента 1 находится решением дифференциального уравнения диффузии, сопряженного с реакцией (см. разд. 1.4.2). Третья сумма в уравнении (7.77) оценивает рассеяние свободной энергии в цепи химических превращений, вторая сумма характеризует изменение свободной энергии в процессах переноса и химических превращениях, обусловленное их взаимным влиянием. Все составляющие первой и третьей сумм положительны — это следует из условия Ьц>0 и Lrr>0. Составляющие второй суммы могут быть отрицательны, это зависит от знака сопряжения Ljr O и направленности градиента ii. [c.254]

Поверхность контакта фаз взвешенного слоя определяют методом, основанным на известной скорости химической реакции [70, 264, 278], который позволяет вычислить интегральную величину межфазной поверхности [278]. По данным ряда работ величина удельной (отнесенной к площади решетки) поверхности контакта фаз А (м /м ) в аппарате ПАВН в 2,2—5 раз выше, чем в случае обычных ситчатых решеток, а величина объемной (отнесенной к объе слоя) поверхности контакта фаз а (м м ) примерно одинакова для сравниваемых аппаратов. Так, согласно данным [278] А = 100- -160 м7м для ПАВН, а для пенных аппаратов с противоточнымк решетками — 20—40 м /м . По данным [39], при режиме развитого взвешивания поверхность контакта фаз возрастает со скоро стью газа по соотношению [c.247]

В первых двух параграфах рассматривается изотермический массообмен поступательного и сдвигового потоков со сферической частицей, на поверхцости которой протекает химическая реакция первого порядка. В третьем параграфе рассмотрен пример решения задачи о неизотермическом массо- и теплообмене сферы. Далее в 4 полученные в первых трех параграфах результаты обобщаются на случай нескольких неизотермических реакций с нелинейной зависимостью скорости химической реакции от температуры и концентраций. Устанавливаются простые соотношения для прйблинсенного расчета интегральных потоков реагентов и тепла на поверхность частицы. В 5 получены некоторые общие соотношения, позволяющие по известной силе сопротивления движущейся несферической частицы оценить интенсивность ее массообмена с потоком. В 6 даны интерполяционные формулы для числа Шервуда при промежуточных значениях числа Пекле. [c.206]

Следующая задача — вывод интегральных соотношений для контрольных половинных ячеек на границах и к Ь, аналогичных уравнению (4.55). Обратимся к уравнению (4.22) и преобразуем его, как это делалось выше. При рассмотрении процессов горения предполагается, что ни в одном из граничных полуобъ-емов химические реакции не протекают, так что интегралы от скоростей реакций по этому объему равны нулю. Это предположение вполне разумно, поскольку вблизи свободных границ основные реакции не идут, а стенки, как предполагается, полностью поглощают свободные радикалы. [c.81]

Для определения кинетики реакции на контактных поверхностях между зернами порощка Тамман исследовал увеличение толщины слоев вновь образующихся соединений . Наиболее удобно прессовать из таких порошков таблетки с целью создать более тесные контакты, необходимые для реакций (см. В. I, 55 и ниже). Согласно теории Таммана, скорость увеличения толщины слоя продуктов реакции должна быть обратно пропорциональна времени реакции йу1М=Ы или в интегральной форме у=Ь 1п 1+С. Однако исследования Яндера показали, что взаимодействие кристаллических порошков не подчиняется этому упрошенному уравнению. По его данным, квадрат толщины слоя вновь образовавшегося соединения пропорционален времени при постоянной температуре у =2Ш. Справедливость этого уравнения подтвердил также Тамман при изучении химического взаимодействия поверхности металлов с атмосферой, содержащей галоген но этот закон нельзя применять непосредственно к реакциям в твердом состоянии, так как в таких случаях скорость увеличения слоя слишком мала. Поэтому Яндер пытался определить процентное количество прореагировавших ингредиентов в смеси, состоящей из двух кристаллических порошков. Он получил соотношение между толщиной слоя продукта реакции у с одной строны, и средним радиусом зерен кристаллической фазы г, присутствующей в меньшем количестве в реагирующей смеси, и количеством продуктов реакции х — с другой [c.703]

К проблеме описания кинетики образования полиуретана в процессе реакционного формования примыкает родственная задача характеристики образования полиуретана в форме взаимопроникающих сеток, например в системе полиуретан — ненасыщенный полиэфир. Это довольно сложная система, в которой допускается варьирование состава композиции в очень широких пределах. При образовании взаимопроникающих сеток протекают реакции, различающиеся не только по природе участвующих в них компонентов, но и даже но механизму. Так, полиэфир образуется по реакции радикального типа, а полиуретан — в процессе поликонденсации. Кроме того, в ходе реакции вследствие термодинамической несовместимости компонентов происходят различные физико-химические явления, такие как желатиниза-ция, стеклование, разделение на фазы. Поэтому изучение кинетики образования конечного продукта поневоле ограничивается чисто феноменологическим подходом, оценивающим интегральные эффекты. Однако этого обычно достаточно для технологических целей, т. е. выбора температуры и длительности формирования материала. Наиболее очевидные результаты в этом случае дает применение термических и калориметрических методов. Так, при адиабатическом подъеме температуры отчетливо обнаруживаются две области (рис. 2.10), отвечающие реакциям образования полиуретана (I) и полиэфира (И). Соответственно по таким кривым могут быть оценены скорости процесса (рис. 2.11), причем здесь отчетливо выделяются два максимума (I — для полиуретана и II — для полиэфира). Относительная интенсивность этих макси.мумов зависит от соотношения компонентов и рецептуры. [c.43]

В начале 30-х годов Н. Н. Семенов [1] сформулировал кинетический механизм реакции окисления углеводородов в газовой фазе и показал, что газофазное окисление углеводородов представляет собой цепную реакцию, протекающую с вырожденными разветвлениями. Эти представления, явившиеся важной вехой в развитии наших знаний об окислении углеводородов, определили задачи дальнейшего исследования и в первую очередь задачу химической конкретизации сформулированного кинетического механизма. И действительно, за истекшие годы появился ряд работ [2], в которых были предложены радикально-цепные химические схемы окисления углеводородов в газовой фазе. Для всех этих схем общим является метод, которым доказывается их достоверность. Он заключается в установлении совпадения экспериментально определенной и вычисленной из схемы (по способу квазистационарных состояний) зависимости между таким интегральным эффектом реакции, как ее скорость, и такими параметрами, как состав исходной смеси, ее общее давление и диаметр реакционного сосуда. Этот метод подтверждения не может, однако, считаться достаточным, так как достоверность детально конкретизированной химической схемы естественнее всего было бы устанавливать количественными соотношениями между химическими участниками ее — исходными, про-мен уточными и конечными веществами. Возникает вопрос, чем можно объяснить полное отсутствие именно таких наиболее убедительных доказательств предложонпых химических схем [c.89]