Те же идеи и методы, которые были применены в теории теплового воспламенения для гомогенных реакций, ... - Большая Энциклопедия Нефти и Газа



Выдержка из книги Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике Издание 2


Те же идеи и методы, которые были применены в теории теплового воспламенения для гомогенных реакций, мы применим теперь к вопросу о тепловом режиме гетерогенных экзотермических реакций. Отличие от гомогенных реакций заключается в том, что в этом случае скорость реакции не может уже возрастать неограниченно, вплоть до самых высоких температур. Скорость гетерогенного химического процесса определяется как истинной скоростью химической реакции на поверхности, так и скоростью подвода реагирующих веществ к этой поверхности молекулярной или конвективной диффузией. При низких температурах, пока скорость реакции мала по сравнению со скоростью диффузии ( кинетическая область), суммарная скорость процесса определяется истинной кинетикой на поверхности и экспоненциально возрастает с температурой, согласно закону Аррениуса. Но это возрастание может продолжаться лишь до тех пор, пока скорость реакции не сделается сравнимой со скоростью диффузии. В дальнейшем процесс перейдет в диффузионную область, где скорость его всецело определяется скоростью диффузии и лишь весьма слабо возрастает с температурой. При такой зависимости скорости выделения тепла от температуры и при определенных условиях тепло-отвода возможны три стационарных тепловых режима, из которых средний оказывается неустойчивым, верхний отвечает протеканию реакции в диффузионной, а нижний - в кинетической области. Воспламенение поверхности представляет собой скачкообразный переход от нижнего к верхнему стационарному тепловому режиму. Обратный переход от верхнего теплового режима к нижнему происходит также скачком при критическом условии потухания, не совпадающем с условием воспламенения.

(cкачать страницу)

Смотреть книгу на libgen

Те же идеи и методы,  которые были применены в теории теплового воспламенения для гомогенных реакций,  мы применим теперь к вопросу о тепловом режиме гетерогенных экзотермических реакций.  Отличие от гомогенных реакций заключается в том,  что в этом случае скорость реакции не может уже возрастать неограниченно,  вплоть до самых высоких температур.  Скорость гетерогенного химического процесса определяется как истинной скоростью химической реакции на поверхности,  так и скоростью подвода реагирующих веществ к этой поверхности молекулярной или конвективной диффузией.  При низких температурах,  пока скорость реакции мала по сравнению со скоростью диффузии ( кинетическая область),  суммарная скорость процесса определяется истинной кинетикой на поверхности и экспоненциально возрастает с температурой,  согласно закону Аррениуса.  Но это возрастание может продолжаться лишь до тех пор,  пока скорость реакции не сделается сравнимой со скоростью диффузии.  В дальнейшем процесс перейдет в диффузионную область,  где скорость его всецело определяется скоростью диффузии и лишь весьма слабо возрастает с температурой.  При такой зависимости скорости выделения тепла от температуры и при определенных условиях тепло-отвода возможны три стационарных тепловых режима,  из которых средний оказывается неустойчивым,  верхний отвечает протеканию реакции в диффузионной,  а нижний  -  в кинетической области.  Воспламенение поверхности представляет собой скачкообразный переход от нижнего к верхнему стационарному тепловому режиму.  Обратный переход от верхнего теплового режима к нижнему происходит также скачком при критическом условии потухания,  не совпадающем с условием воспламенения.