Основы химической физики. Простов В.Н. - 138 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

В наиболее часто встречающемся случае в исходной смеси
содержится 4 элемента С, Н, О, N. В продуктах окисления представляют
интерес обычно 11 компонент (веществ). Так как равновесие при
высокотемпературном окислении сильно сдвинуто в сторону продуктов,
то равновесной концентрацией углеводорода можно пренебречь. Ещё
одной неизвестной величиной является адиабатическая температура
реакции. Таким образом, имеется 12 неизвестных
, для нахождения
которых надо составить 12 уравнений.
Запишем брутто реакцию окисления
С
n
H
m
+α⋅(0,21O
2
+0,79N
2
) ⇔ а
СО2
⋅CO
2
+ а
Н2О
⋅H
2
O + а
СО
⋅CO +
а
N2
⋅N
2
+ a
O2
⋅O
2
+ a
H2
⋅H
2
+ a
OH
⋅OH + a
NO
⋅NO + a
H
⋅H + a
O
⋅O + a
N
⋅N.
где
α и а
i
– стехиометрические коэффициенты.
Концентрации других веществ, как показывает эксперимент и расчёт,
пренебрежимо малы, и их можно не учитывать. Равновесные
концентрации указанных веществ в продуктах окисления связаны
реакциями между ними. Таких реакций может быть много. Но можно
показать, что для системы состоящей из
К компонентов и L элементов,
количество
независимых реакций и соответственно уравнений
равновесия равно
(К – L). Таким образом, для рассматриваемой
системы из 11 компонентов и 4 элементов можно составить 7
независимых реакций, связывающих равновесные концентрации
указанных веществ.
Вообще безразлично, какие реакции выбрать для расчёта. Важно
только, чтобы они были независимы. Это означает, что операции
суммирования или вычитания не должны приводить к получению другой
записанной реакции. Обычно расчёт равновесия продуктов
сгорания
выполняется по следующим реакциям:
(1)
СО
2
⇔ СО + 0,5О
2
,
К
РР
Р
СО О
СО
1
2
2
=
⋅
,
(2)
Н
2
О ⇔ Н
2
+ 0,5О
2
К
РР
Р
НО
НО
2
22
2
=
⋅
,
(3)
Н
2
О ⇔ ОН + 0,5Н
2
К
РР
Р
ОН Н
НО
3
2
2
=
⋅
,
138 
     В наиболее часто встречающемся случае в исходной смеси
содержится 4 элемента С, Н, О, N. В продуктах окисления представляют
интерес обычно 11 компонент (веществ). Так как равновесие при
высокотемпературном окислении сильно сдвинуто в сторону продуктов,
то равновесной концентрацией углеводорода можно пренебречь. Ещё
одной неизвестной величиной является адиабатическая температура
реакции. Таким образом, имеется 12 неизвестных, для нахождения
которых надо составить 12 уравнений.
     Запишем брутто реакцию окисления

     СnHm+α⋅(0,21O2+0,79N2) ⇔ аСО2⋅CO2 + аН2О⋅H2O + аСО⋅CO +
аN2⋅N2 + aO2⋅O2 + aH2⋅H2 + aOH⋅OH + aNO⋅NO + aH⋅H + aO⋅O + aN⋅N.

     где α и аi – стехиометрические коэффициенты.
Концентрации других веществ, как показывает эксперимент и расчёт,
пренебрежимо малы, и их можно не учитывать. Равновесные
концентрации указанных веществ в продуктах окисления связаны
реакциями между ними. Таких реакций может быть много. Но можно
показать, что для системы состоящей из К компонентов и L элементов,
количество независимых реакций и соответственно уравнений
равновесия равно (К – L). Таким образом, для рассматриваемой
системы из 11 компонентов и 4 элементов можно составить 7
независимых реакций, связывающих равновесные концентрации
указанных веществ.
     Вообще безразлично, какие реакции выбрать для расчёта. Важно
только, чтобы они были независимы. Это означает, что операции
суммирования или вычитания не должны приводить к получению другой
записанной реакции. Обычно расчёт равновесия продуктов сгорания
выполняется по следующим реакциям:

                                               РСО ⋅ РО
     (1)   СО2 ⇔ СО + 0,5О2,            К1 =
                                                        2
                                                              ,
                                                 РСО
                                                    2


                                               РН2 ⋅ РО2
     (2)   Н2О ⇔ Н2 + 0,5О2             К2 =                  ,
                                                 РН2О

                                               РОН ⋅ РН
                                                          2
     (3)   Н2О ⇔ ОН + 0,5Н2             К3 =                  ,
                                                 РН2О



                                138

Страницы