Термодинамические процессы применительно к газовым вагранкам. Черный А.А. - 10 стр.

UptoLike

Составители: 

10
количества кгатомов составляющих их элементов в стандартном состоя-
нии;
l
Э
- количество атомов э-го элемента в молекуле компонента в стан-
дартных условиях;
()
HH
TT
Э
0
0
0
- изменение энтальпии 1 моля э-го элемента системы в
стандартном состоянии при изменении температуры от Т
0
до Т.
Приняв во внимание, что
(
)
(
)
ΔHf H H J
T
K
TT
K
K
T
0
0
0
0
00
+− =, а суммы
величин, подобных третьему слагаемому выражения (20), по исходным ве-
ществам и продуктам реакции равны между собой, можно преобразовать
уравнение (19) к виду:
ΔHJJ
TK
K
S
KT j
j
jT
0
1
0
1
0
=⋅
==
∑∑
υυ
λ
. (21)
Тепловые эффекты реакций как величины, характеризующие измене-
ние химической энергии системы, нужно относить к Т
0
=293,15
0
К. Это поло-
жение справедливо для смесей горючего с окислителем, имеющих любую
начальную температуру и любую температуру горения. Рассчитанные таким
образом тепловые эффекты реакций позволяют оценить доли физического
тепла нагрева исходной смеси (или окислителя), расходуемые на проведение
реакций диссоциации и обменных эндотермических реакций, и на повыше-
ние температуры продуктов горения.
Указанные
значения тепловых эффектов реакции можно использовать
для составления уравнений сохранения энергии в потоке.
Поскольку величина теплового эффекта реакции относится к 1 кг сме-
си, то в выражении (21) вместо стехиометрических коэффициентов при ком-
понентах продуктов горения и исходной смеси надо вводить количества мо-
лей каждого компонента в 1 кг смеси (m
K
, m
J
). Так как при выбранной систе-
ме отсчета
ΔHf J
KK
0
293 15
0
293 15
0
0
,,
= , то получается следующее выражение
для подсчета теплового эффекта:
./,
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,293
0
15,29315,293
0
0
2
2
0
2
2
0
4
4
000
2
2
00
2
2
0
00
2
2
0
2
2
00
2
2
0
кгкджJm
JmJm
JmJmJm
JmJmJm
JmJmJm
JmJmfH
KN
СХN
KO
СХO
KCH
CH
KNO
NO
KN
N
KN
N
KO
O
KO
O
KOH
OH
KH
H
KH
H
KOH
OH
KCO
CO
KCO
CO
K
+++
++++
+++
++=Δ
(22)
Для 1 кг к-го продукта реакции
количества кг – атомов составляющих их элементов в стандартном состоя-
нии;
       l Э - количество атомов э-го элемента в молекуле компонента в стан-
дартных условиях;
        (H    0
              T   − H 0T0              )   Э
                                                   - изменение энтальпии 1 моля э-го элемента системы в
стандартном состоянии при изменении температуры от Т0 до Т.
        Приняв во внимание, что ΔH 0 fT0                                             (                         ) + (H
                                                                                                               K
                                                                                                                        0
                                                                                                                        T       − H 0T0   )   K
                                                                                                                                                  = J 0K T , а суммы
величин, подобных третьему слагаемому выражения (20), по исходным ве-
ществам и продуктам реакции равны между собой, можно преобразовать
уравнение (19) к виду:
                               S                                     λ
         ΔH 0T = ∑ υ K ⋅J 0KT − ∑ υ j ⋅J 0jT .                                                                                                                 (21)
                           K =1                                  j=1
        Тепловые эффекты реакций как величины, характеризующие измене-
ние химической энергии системы, нужно относить к Т0=293,150К. Это поло-
жение справедливо для смесей горючего с окислителем, имеющих любую
начальную температуру и любую температуру горения. Рассчитанные таким
образом тепловые эффекты реакций позволяют оценить доли физического
тепла нагрева исходной смеси (или окислителя), расходуемые на проведение
реакций диссоциации и обменных эндотермических реакций, и на повыше-
ние температуры продуктов горения.
        Указанные значения тепловых эффектов реакции можно использовать
для составления уравнений сохранения энергии в потоке.
        Поскольку величина теплового эффекта реакции относится к 1 кг сме-
си, то в выражении (21) вместо стехиометрических коэффициентов при ком-
понентах продуктов горения и исходной смеси надо вводить количества мо-
лей каждого компонента в 1 кг смеси (mK, mJ). Так как при выбранной систе-
ме отсчета ΔH 0 f     0 =J
                             0
                                 0 , то получается следующее выражение
                                        293,15 K                             293,15 K
для подсчета теплового эффекта:
       ΔH 0 f 293,15 K = mCO J CO
                               0
                                   0
                                  293,15                     2           2
                                                                                     0
                                                                                         K
                                                                                                         0
                                                                                                 + mCO J CO 293,15   0
                                                                                                                            K   +
         mH O J H0 O 293,15
              2            2
                                               0
                                                   K       + mH J H0
                                                                 2            2   293,150 K          + mH J H0 293,15   0
                                                                                                                            K   +
                 0
         + mOH J OH 293,15                         0
                                                       K   + mO J O0 293,15                  0
                                                                                                 K   + mO J O0 293,15   0
                                                                                                                            K   +
                                                                                                                                                      (22)
                                                                     2        2



         +   m N 2 J N0 2 293,150 K                    +    m N J N0 293,150 K                   +          0
                                                                                                     m NO J NO 293,150 K         −
                 0
         − mCH J CH4               4   293,150 K            − mO С„Х J O0 293,15
                                                                         2               2
                                                                                                       0
                                                                                                           K   −
             − m N С„Х J N0
                       2                   2   293,150 K , кдж / кг.
        Для 1 кг к-го продукта реакции




                                                                                                  10