Скорость реакции горения

Скорость химической реакции горения определяется числом молекул, реагирующих веществ в рассматривающем объеме за единицу времени.

W - скорость химической реакции

N_i - число молекул i -го исходного вещества в момент времени t.

N_j - число молекул j -го конечного вещества в момент времени t.

V - объем г.с. (стехиом. сост. изолир. системы)

Условие сохранения элементарного состава: ,

где m_iK - число атомов К-го элемента в i -ой молекул

В_к - общее число атомов в горючей системе

где

W - скорость химической реакции

n_i, n_j - стехиометрический коэффициент

Если объем системы не меняется в ходе реакции, то скорость определяется производной объемной концентрации во времени

с_i ,с_j - объемные концентрации веществ

Если реакция происходит в результате соударения молекул двух веществ А₁ и А₂, то такая реакция - бимолекулярная:

,

где с - концентрация исходного вещ-ва А₁, А₂

к - константа скорости реакции. Константа скорости реакции зависит от температуры и учитывает то, что не каждое столкновение реакционно-способных молекул веществ А1 и А2 привод. к образованию новых молекул, т.е. хим реакций.

Экспериментальное определение скорости химической реакции состоит в измерении концентрации какого-либо реагирующего вещества и в дифференцир. в зависимости концентр. от времени.

19.Химическое равновесие в реакциях горения

В действительности даже в стехеометрической смеси превращение исходных веществ в конечное никогда не может пройти до полного преобразования исходных веществ. По достижении определенных определенных условий становится значимым обратный процесс превращения конечных веществ в исходное, возникает динамическое равновесие прямого и обратного химического превращения.

Любая хим реакция явл-ся обратимой. Наряду с прямой реакцией , протекающей со скоростью

Идет обратная реакция , протекающей со скоростью: .

Если в каком-либо процессе скорости прямой и обратной реакции сравниваются, то дальнейшего изменения состава смеси не происходит и система приходит к состоянию динам рав-сия. Для равновесных концентраций исходных вещ-в и продуктов реакции хар-но след-ее соот-ие:

, К- константа равновесия. Данное уравнение представляет собой один из вариантов записи закона действующих масс.

20.Диссоциация продуктов горения

Если взять за основу понятие динам.равновесия, то состав продуктов равновесного горения в отличии от от стехиометр.полного горения опр-ся процессами диссоциации.

СО₂ - СО+0,5О₂

k = Р _co *Р_o2^0,5/ Р_co2

Р- парц.давление в горюч.системе

Химическое превращение конечных веществ в исходные часто называют диссоциацией продуктов горения.

Область применения продуктов горения

1. Отсутствие диссоциации

2. Слабая диссоциация

3. Сильная диссоциация

Область применения продуктов горения.

21. Определение констант равновесия

Если в каком-либо процессе скорости прямой и обратной реакции сравниваются, то дальнейшего изменения состава смеси не происходит и система приходит к состоянию динам рав-сия. Для равновесных концентраций исходных вещ-в и продуктов реакции хар-но след-ее соот-ие:

,

К- константа равновесия. Данное уравнение представляет собой один из вариантов записи закона действующих масс.

Константы равновесия для многих реакций определены и приводятся в термодинамических таблицах, описывающих свойства отдельных веществ.

Пример: Ур-ние реакции диссоц. Ф-ла const равновесия

СО₂ = СО+0,5О ₂ k₁= Pco * Po2^0,5/ Pco2

H₂ O = H₂ +0,5O₂ k₂= P_H2 * P_O2^0,5 / P_H2O

H₂ = 2H k₃= P_H² / P_H2

 

22. Состав продуктов равновесного горения

Чтобы рассчитать состав продуктов равновесного горения,нужно решить систему Ур-ний, включ.в себя:

- Ур-ние констант равновес.реакций диссоц.

- Ур-ние баланса хим. Элементов

- Ур-ние общего кол-ва продуктов горения.

 

№	Уравнение реакций диссоциации.	Формула констант равновесия.

Расчёт неполного горения

Расчет сводится к следующему:

1. проводится расчет стехеометрически полного горения 1 м³ горючего газа при α=1, при этом вычисляются значения О₁, L₁, H₂O^α=1, CO₂^α=1

2. удельное количество углекислого газа при α<1 определяется из выражения

, -вспомогательные величины; k-константа равновесия реакции водяного газа

-температура горения в Кельвинах, может быть приблизительно определена при помощи следующего выражения

-энтальпия продуктов горения при 200 ; -тепловая энтальпия горючих веществ в продуктах сгорания

Цепная реакция

Сложная реакция, в кот.происходит послед.повторение определ.превращений, описываемых простыми реакциями с участием актив.частиц, наз-ся цепной реакцией.

Для большинства реакций горения скорость рассчит-ая по числу молекул горючего и окислителя не совпадает с экспер-ми значениями.

Кинетика реакций основ-ая на столкновении молекул наз-ся макрокинетикой горения, кинетика, учитывающая участие в хим превращениях атомов, радикалов и др активных частиц наз-ся микрокинетикой горения.

В соот-ии с микрокинетикой горения, исходные вещ-ва превращаются в ходе реакции в конечные вещ-ва не сразу, а посредствам образования активных частиц, которые сравнительно легко вступают в дальнейшие соединения. В результате этих соединений получаются конечные продукты и одновременно образуется некоторое кол-во активных вещ-в. Акт-ые частицы могут вновь вступать в соединения, заново повторяя цикл превращений. Повторение цикла будет происходить до тех пор, пока не прекратится воссоздание активных вещ-в.

Сложная реакция, в которой происходит послед-ое повторение опред-ых превращений, описываемых простыми реакциями с участием активных частиц (звеньями) наз-ся реакцией цепочечного типа или цепной реакцией. После начального возбуждения такая реакция повт-ся несколько раз, не нуждаясь в подводе энергии из вне. Бывают неразветв-ые и раветв-ые цепные реакции.

Поиск по сайту: