Cтраница 4
Из формулы (17.19) по аналогии с формулой для теплопередачи следует, что скорость W реакции определяется величиной двух последовательных сопротивлений, которые должен преодолеть газообразный реагент на пути превращения из исходного состояния в конечное: диффузионного сопротивления 1 / Р, определяемого интенсивностью массоотдачи между газом и поверхностью, и кинетического сопротивления / k, зависящего от скорости собственно химического взаимодействия. При этом скорость реакции определяется только кинетикой процесса ( значением k) и практически не зависит от условий массоотдачи. Такой режим называется кинетическим. [46]
![]() |
Схема диффузионного горения капли. [47] |
На шаровой поверхности диаметром drop, расположенной между каплей и приведенной пленкой, находится зона горения. Поскольку кинетическое сопротивление ничтожно, горение происходит в очень тонком слое, практически на поверхности. Состав смеси на этой поверхности должен соответствовать стехиометрии. Для чисто диффузионного процесса концентрации кислорода и паров топлива должны быть нулевыми. Действительно, одновременно не могут присутствовать кислород и горючее без того, чтобы не произошла реакция. Так как поле концентрации должно быть непрерывным, то в объеме между зоной горения и каплей должны находиться только пары топлива и продукты горения, а во внешней пленке - только кислород и продукты горения. [48]
Следовательно, величина, обратная константе скорости данной стаяда, называется кинетическим сопротивлением этой стадии. Наблюдаемое кинетическое сопротивление гетерогенного процесса, протекающего через ряд последовательных стадий, равно сумме кинетических сопротивлений отдельных его стадий. [49]
Уравнения (5.42) и (5.43), а также (5.103) выражают собой два предельных, крайних случая коллективного роста и растворения частиц дисперсной фазы: в чисто диффузионной и чисто кинетической областях. Когда диффузионное и кинетическое сопротивления соизмеримы, рост и растворение частиц будет описываться промежуточным уравнением. [50]
Кк - константа скорости кинетической стадии процесса, / Сд - константа скорости ( коэффициент диффузии) диффузионной стадии процесса. Стадия, имеющая наибольшее кинетическое сопротивление, называется лимитирующей, или контролирующей, стадией. [51]
Кинетические сопротивления сорбционным или ионообменным процессам может быть учтено неким формальным способом через отличие действительной концентрации в твердой фазе от ее равновесного значения, выражаемое посредством сдвига текущего значения времени на некоторую малую величину Дт, или сдвига значения координаты в слое на величину Az. Таким образом, наличие кинетических сопротивлений любого вида формально учитывается сдвигом одной из независимых переменных. Использование такого метода запаздывания позволяет получать некоторые дополнительные аналитические решения при наличии продольного перемешивания и нелинейных изотерм, но требует дополнительной информации о зависимости величин запаздывания Ат или Az от основных параметров технологического процесса. [52]
В общем случае оно объединяет как кинетическую, так и диффузионную области роста и растворения кристаллов. Первое слагаемое в знаменателе выражает кинетическое сопротивление на границе раздела фаз, второе - диффузионное сопротивление. [53]
Если наряду с диффузией имеет значение кинетическое сопротивление, что особенно может иметь место для мелких капель, то зона горения окажется растянутой, температура горения будет ниже теоретической. Однако, как показывает расчет, учет кинетического сопротивления не приводит к снижению скорости испарения капли. При более низкой максимальной температуре расчетная скорость испарения оказывается равной скорости, рассчитанной по диффузионной схеме в предположении, что в зоне горения имеется теоретическая температура. Это связано с тем, что зона максимальных температур приближается к поверхности капли. Следует отметить также, что расчет горения капли с учетом кинетического сопротивления или, что то же, конечного значения скорости химических реакций в зоне горения показывает, что непосредственно вблизи капли сгорает только часть паров, диффундирующих от поверхности капли; 20 - 35 % паров, а при больших относительных скоростях газа и топлива больше, сгорает вне приведенной пленки. [54]