Концентраций реагирующих

Тщательно перемешанные топливо и окислитель, или, как говорят, предварительно подготовленная смесь, сгорают обычно в виде пламени. Оно носит название кинетического, или нормального, поскольку в этих условиях скорость его распространения определяется только кинетикой реакций, а не скоростью смешения реагентов. Распределение температур и концентраций реагентов во фронте пламени в координатах, движущихся вместе с ним, представлено на рис. 17.2. В этих координатах свежая смесь с плотностью ро подходит к фронту со скоростью us, а продукты сгорания с плотностью рг<ро уходят со скоростью «г>мн. Массовые количества подходящих и отходящих газов одинаковы: р0ин=ртит. Процесс горения, т. е. химического взаимодействия молекул топлива и окислителя, в основном протекает в очень узкой зоне (она называется

Как следует из изложенного, скорости химических реакций и, следовательно, скорости выделения (или поглощения) тепла зависят от концентраций реагентов и температуры. Поля же концентраций и температуры .зависят не только от хода реакций, но и от процессов тепло- и массообмена, идущих одновременно с химическими превращениями. Таким образом, в общем случае химические превращения и тепло- и массообмен оказываются тесно связанными и взаимозависящими.

Значения поверхностных концентраций реагентов, вычисленные на основе теории абсолютных скоростей реакций, зависят в сильной степени от использованного кинетического уравнения. Поэтому неточность в определении порядка реакции может привести к существенной погрешности. Возможно, и низкие значения поверхностной концентрации NO2, определенные в работе [240], обусловлены ошибочным использованием кинетического

раций по поддержанию заданных концентраций реагентов. Автоматизация дозирования аммиака, гидразина, фосфатов, трилона и других коррекционных реагентов позволяет значительно сократить аналитический контроль аммиачно-гид-разинного и фосфатно-щелочного режимов. Так, после введения несложной автоматизации подачи фосфатов в котлы

3. Зависимость устойчивости макроколебаний от перемешивания и концентраций реагентов не изменялась. Регистрация в этом случае производилась с помощью пары точечных электродов.

Полученные результаты показывают, что поверхность реактора и другие границы раздела фаз не влияют ни на ход данной периодической реакции, ни на зависимость устойчивости макроколебаний от перемешивания и концентраций реагентов.

В пространстве начальных концентраций реагентов (церия, ЕМ К и НВгО3) была найдена область существования колебаний. Считалось, что колебаний в системе нет, если они не начинались по истечении 1000 сек. после смешения реагентов. На рис. 31, а, б показаны сечения области существования колебаний- Колебания наблюдаются при изменении начальных концентраций ВгО3~ и БМК на три порядка, а церия — на четыре порядка.

Количественное исследование зависимости характеристик колебаний от значений начальных концентраций реагентов

Плавная регулировка интенсивности падающего света позволяет получить сложные режимы колебаний, лежащие в окрестности точек бифуркации. Эти режимы наблюдаются в очень узких интервалах изменен lift параметров, поэтому осуществить их с помощью подбора концентраций реагентов не удается.

Ведущий центр. Было обнаружено существование точечных источников автогенерации иной природы, нежели водители ритма на локальной неоднородности. Эти новые источники, названные ведущими центрами (ВЦ), возникают в однородной среде в результате локальных флуктуации концентраций динамических переменных, т. е, особых начальных условий. Первоначально ВЦ были обнаружены в режиме 7, где они возникали на фоне синфазных автоколебаний с периодом Т0 (Zaikin, Zhabotin?ky, 1970). Периоды колебаний ВЦ (Твц) в одном эксперименте могут отличаться более чем в Два раза. Например, при Г0 -- 60 сек. Твц изменяется от 20 до 40 сек, причины вариации Твц неясны. Скорость распространения волн, исходящих из ВЦ, как и в предыдущем случае, постоянна, не зависит от Т^ц и зависит от концентраций реагентов.

180°С, при которых предпочтительнее проводить эксплуатационные очистки котлов, скорость коррозии металла увеличивается, а защитное действие указанных ингибиторов не установлено. Кроме этого, возникают определенные трудности при растворении каптакса и обезвреживании ингибиторов. Это в некоторой степени ограничивает использование ингибиторов. Ингибирование коррозии металла для предотвращения коррозионных потерь становится необходимым в случае повышенных концентраций реагентов в композициях и в растворах органических кислот.

при а—Ь уравнение пре-вращается в неопределенность и для случая равных концентраций реагирующих веществ требуется иное уравнение:

Пример 1. Динамика химического реактора [4]. Рассмотрим модель химического реактора, который представляет собою открытую гомогенную систему полного перемешивания. В такой системе происходит непрерывный массо-и теплообмен с окружающей средой (открытая система), а химические реакции протекают в пределах одной фазы (гомогенность). Условие идеального перемешивания позволяет описывать все процессы при помощи дифференциальных уравнений в полных производных. Предположим, что рассматриваемый химический реактор — это емкость, в которую непрерывно подается вещество А с концентрацией х0 и температурой ув *). Пусть в результате химической реакции А — >- В + Q образуется продукт В и выделяется тепло Q, а смесь продукта и реагента выводится из системы со скоростью, характеризуемой величиной Я. Тепло, образующееся в результате реакции, отводится потоком вещества и посредством теплопередачи через стенку реактора. Условия теплопередачи характеризуются температурой стенки z/CT и коэффициентом со. Для составления уравнений динамики химического реактора воспользуемся законами химической кинетики, выражающими зависимость скорости химического превращения от концентраций реагирующих веществ и от температуры, законом сохранения массы (условие материального баланса), а также законом сохранения энергии (условие теплового баланса реактора).

Кинетика реакций горения. Скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ, температуры и давления и определяется произведением концентраций реагирующих веществ

Скорость реакции, согласно закону действующих масс, пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, т. е.

Скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в соответствующих степенях (знак минус означает, что концентрация вещества А убывает со временем). Константа скорости реакции К. зависит от температуры в соответствии с законом Аррениуса

Закон действующих масс. Скорость химической реакции A -f- В = АН пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ: v = К[А\ [В], где К — коэффициент пропорциональности; А к В — концентрации реагирующих веществ. При обратимых реакциях отношение скоростей прямой и обратной реакций является постоянной величиной. При обратимой реакции A -f- В <=г С -\- D

близкими к нулю. Поэтому при кипении воды все растворенные в ней газы удаляются практически полностью. Одним из выводов теории вероятностей и статистического закона больших чисел является закон действия масс, согласно которому скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Пусть, например, реагируют два вещества - -водород и хлор. Реакция заключается в удачном столкновении их молекул, которое вызывает образование нового соединения хлористого водорода. Схематически все это выражается так: Нз + С\2->2НС1. Если рассматривать одну молекулу водорода, то очевидно, что число столкновений с ней будет тем больше, чем больше в данном объеме присутствует молекул хлрра. К такому выводу мы придем, если будем рассматривать число столкновений с одной молекулой хлора; это число будет тем больше, чем больше в данном объеме присутствует молекул водорода. Значит, общее число столкновений будет тем больше, чем больше произведение концентраций реагирующих агентов. Если коэффициент удачных столкновений, т. е. вызывающих наступление реакции, обозначить через К, то скорость данной реакции может быть выражена формулой v = К [Н2] [С1г]- Это и есть выражение закона действующих масс применительно к данной реакции.

р —для I области факела, риСр&Т11п риСцр.тор — для II области факела, и уравнения состояния с использованием выражения (4) позволило определить профили избыточных температур и концентраций реагирующих веществ в поперечных сечениях факела :

Вследствие этого процесс горения в топках парогенераторов протекает в неизотермических условиях и должен рассматриваться как процесс комплексный, показатели которого зависят от изменения любого из указанных факторов. Согласно [1], процесс выгорания потока топлива в реальных условиях с учетом изменения концентраций реагирующих сред и продуктов реакции, а также распределения температур по длине зоны горения описывается системой, состоящей из пяти уравнений: уравнения движения, уравнения состояния, кинетического уравнения, уравнения переноса масс и уравнения теплового баланса энергии.

ЗАКОН [Гей-Люссака: «объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа»; Генри: «масса газа, растворяющегося при постоянной температуре в данном объеме жидкости, прямо пропорциональна парциальному давлению газа»; Гука: «механическое напряжение при упругой деформации тела пропорционально относительной деформации»; Дальтона: (кратных отношений: «если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то весовые количества одного из элементов, приходящиеся в этих соединениях на одно и то же количество другого, относятся между собой как небольшие целые числа; общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений, т. е. сумме давлений газовых компонентов»); Гульденберга и Вааге: «при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, причем каждая концентрация входит в произведение в степени, равной коэффициенту, стоящему перед формулой данного вещества в уравнении реакции»; Дебая: «теплоемкость кристалла при низких температурах пропорциональна третьей степени абсолютной температуры его»; движения точки: «положение материальной точки в пространстве при действии на нее внешних сил определяется зависимостью расстояния точки

Задача по выгоранию потока топлива с учетом изменения концентраций реагирующих сред и средних температур по длине зоны горения описывается в работе [29] системой следующих основных уравнений (одномерная задача): уравнение стехиометрии