ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
38
0
0,70,3
2,32
RePr
r
WdQ
T
Sλ
∆= , (139)
где Q – тепловой эффект реакции,
λ
– коэффициент теплопроводности, S
r
–
геометрическая поверхность зерен твердого материала.
Если тепловой эффект реакции невелик, то разогрев реакционной зоны не-
существенен . Для сильно экзотермических реакций ∆ Т может достигать суще-
ственных значений . Разогрев реакционной поверхности приводит к увеличению
скорости реакции (по экспоненциальному закону). При этом могут создаться
условия , при которых
dqdq
dTdT
+−
> , где q
+
– положительный тепловой поток, обу-
словленный экзотермическим эффектом ; q
–
– отрицательный тепловой поток,
вызванный уносом тепла газом . В этих условиях дальнейшее повышение тем -
пературы вызовет самопроизвольный прогрессирующий разогрев поверхности
( воспламенение), достигающий стационарного значения при почти полном пре-
вращении газообразного реагента или при переходе реакции во внешнедиффу-
зионую область . При этом критические условия воспламенения связаны с кине-
тическими параметрами реакции. По критическим температурам воспламене-
ние можно определять кинетические параметры реакции. В простейшем виде
разогрев поверхности (в безразмерном виде) может быть выражен формулой
2
TE
RT
θ
∆
=
(140)
Для сильно экзотермических реакций вычисленный по этой формуле разо-
грев поверхности при воспламенении мало отличается от единицы . Отсюда
следует, что простейшим (приближенным) критическим условием будет
2
RT
T
E
∆= (141)
При
2
/
TRTE
∆< процесс устойчив и практически не тормозится внешней
диффузией .
Основная литература
1. Третьяков Ю . Д . Твердофазные реакции / Ю .Д .Третьяков. – М. :
Химия , 1978. – 360 с.
2. Розовский А. Я . Кинетика топохимических реакций / А.Я . Розов -
ский . – М. : Химия , 1974. – 224 с.
Дополнительная литература
1. Барре П . Кинетика гетерогенных процессов / П . Барре. – М. : Мир,
1976. – 400 с.
2. Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности: В 2-х кн. /
К . Хауффе. – М. : ИЛ, 1962. Кн.2. – 275 с.
38
2,32Wd 0Q
∆T = , (139)
λ Sr Re0,7 Pr 0,3
где Q – тепл овой эф ф ект реакции, λ – коэф ф ициент тепл опроводности, Sr –
геом етрическая поверхность зерен твердого м атериал а.
Е сл и тепл овой эф ф ект реакции невел ик, то разогрев реакционной зоны не-
сущ ественен. Д л я сил ь но экзотерм ических реакций ∆ Т м ож ет достигать сущ е-
ственны х значений. Разогрев реакционной поверхности приводит к увел ичению
скорости реакции (по экспоненциал ь ном у закону). П ри этом м огут создать ся
dq + dq −
усл овия, при которы х > , гдеq+ – пол ож ител ь ны й тепл овой поток, обу-
dT dT
сл овл енны й экзотерм ическим эф ф ектом ; q – – отрицател ь ны й тепл овой поток,
вы званны й уносом тепл а газом . В этих усл овиях дал ь нейшее повы шение тем -
пературы вы зовет сам опроизвол ь ны й прогрессирую щ ий разогрев поверхности
(воспл ам енение), достигаю щ ий стационарного значения при почти пол ном пре-
вращ ении газообразного реагента ил и при переходе реакции во внешнедиф ф у-
зионую обл асть . П ри этом критическиеусл овия воспл ам енения связаны скине-
тическим и парам етрам и реакции. П о критическим тем пературам воспл ам ене-
ние м ож но определ ять кинетические парам етры реакции. В простейшем виде
разогрев поверхности (в безразм ерном виде) м ож етбы ть вы раж ен ф орм ул ой
∆TE
θ= (140)
RT 2
Д л я сил ь но экзотерм ических реакций вы числ енны й по этой ф орм ул е разо-
грев поверхности при воспл ам енении м ал о отл ичается от единицы . О тсю да
сл едует, что простейшим (прибл иж енны м ) критическим усл овием будет
RT 2
∆T = (141)
E
П ри ∆T < RT 2 / E процесс устойчив и практически неторм озится внешней
диф ф узией.
О сновная л итература
1. Т реть яков Ю .Д . Т вердоф азны е реакции / Ю .Д .Т реть яков. – М. :
Х им ия, 1978. – 360 с.
2. Розовский А.Я . К инетика топохим ических реакций / А.Я . Розов-
ский. – М. : Х им ия, 1974. – 224 с.
Д опол нител ь ная л итература
1. Барре П . К инетика гетерогенны х процессов / П . Барре. – М. : Мир,
1976. – 400 с.
2. Х ауф ф еК. Реакции в тверды х тел ах и наих поверхности: В 2-х кн. /
К . Х ауф ф е. – М. : И Л , 1962. К н.2. – 275 с.
