Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Курс химической кинетики - Эмануэль Н.М.
Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики — М.: Высшая школа, 1984 . — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): kurshimkinet1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 168 169 170 171 172 173 < 174 > 175 176 177 178 .. 179 >> Следующая

* = ;Уре0"; у = ь„-ь.
В этих переменных уравнение (IX. 18) имеет вид
(ру 2 ди
и интегрируется при начальных условиях у = 0; йу/йх = 0 при х-= 0. Поскольку ни уравнение (IX.20), ни начальные условия не содержат ни одного параметра, то путем численного интегрирования можно получить функцию у (х) или, соответственно, а (у). На рис. 135 приведен график последней функции.
Значение у на стенке сосуда, т. е. при 6 = 0, равно 00. Поэтому значение х на стенке сосуда равно х (90). С другой стороны, согласно определению х, на стенке сосуда, т. е. при ? — 1,
Отсюда Р можно выразить как функцию 90:
р = |* (в«,)|2 е~ г\ где х (у) —функция, изображенная на рис. 135.
Рис. 135. Функция х (у), полученная при решении уравнения (IX.20) для цилиндрического (/) и сферического (2) сосудов
Рис. 136. Зависимость параметра Р от безразмерной температуры 9„ в центре сосуда для цилиндрического (/) и сферического (2) сосудов
На рис. 136 приведена рассчитанная при помощи функции х (у) зависимость р от 0„ Из этой зависимости видно, что функцио Р (60) имеет максимум при 0„ = 1,62, причем в точке максимум., р = 3,32. Таким образом, при стационарном тепловом режиме , не может быть больше 3,32. Следовательно, условие
Е
СО' 0 ... '•¦
/? (Т">')''
«'/'№ =3,32
(1Х.21)
является условием воспламенения в сферическом сосуде.
Аналогичное решение для цилиндрического сосуда радиуса р и бесконечной длины дает условие воспламенения:
?
Р2
г:
Г? (Г10')2
ИТ
= 2,00.
(IX.22)
Зависимости х (у) и Р (()„) для цилиндрического сосуда приведены на рис. 135, 136.
Соотношения (IX.21) и (IX.22) позволяют рассчитывать температуры воспламенения различных веществ, причем, как правило, результаты расчетов хорошо согласуются с опытными данными.
В качестве примера можно рассмотреть разложение азометана в газовой
фа1е сн,-к=^сн3-*-с2нв + гча
453
которое представляет собой реакцию первого порядка с константой скорости
_ 214
k= 1,5 ¦ 10i»e /?ГС"1
и тепловым эффектом —180 кДж/моль (| Q | = 1,8- 10« Дж/кмоль). Коэффициент теплопроводности Х = 0,042 Дж-м-1-с"1 • К-1. Требуется найти температуру воспламенения азометана в сферическом сосуде радиусом 3,6 см (0,036 м) при давлении 2,53-10* Па. Величина v0 равна произведению предэкспоненциалыюго множителя реакции ka на концентрацию азометана:
1>0= 1,5. 1015 [CH3N = NCH3] Согласно (IX.21)
2,53-10* 1,8-10«
,5 • 10«
RT~
1,8-10»-^-М-с і.
1,8 • 10" ¦
f(0l
0,042
0,036^
'214
8,31 ¦ 10'J (Г«")а
8,31-10-
= 3,32
2,0
1,0
2,57-10<
1,96-102« —^гг (¦р«»у — е
Отсюда методом последовательных приближений нетрудно получить что Т'01 = = 625 К.
Если реакция, приводящая к тепловому воспламенению, является автокаталитической, то величина у0 может резко нарастать )8/„ в начальной фазе реак-
ции. Если и0 достигнет значений,удовлетворяющих условию (IX. 14), то произойдет тепловой взрыв. Однако необходимые значения 1>0 могут достигаться спустя значительное время после начала процесса, т. е. после значительного периода индукции. В начальной фазе автокаталитической реакции при малой затравке [В]п, согласно (VI.48), прирост концентрации продукта
2,30
2,35 2,40 2.45 (1,Та) 103
Рис. 137. Зависимость периода индукции /„теплового взрыва тетрила от температуры в коор-¦ динатах ^/,„ \/Та (по данным В. Г. Абрамова, Ф. И. Дубовинкого, А. Г. Мержанова)
х может быть приближенно равен
а скорость
dx dt
=а :а)0[В)оє*[А1'>/.
(IX.23)
Записывая & в виде к = кйе кт и подставляя (IX.23)в условие воспламенения (IX.14), нетрудно получить
*о|А|0[в10|<2|?17 „ I Е \ (.,.,. I Е \\ ,
aSRTi
¦ ехр
454
Логарифмирование этого выражения дает
Е
Е . , <**П
ЫАЫе RT° - +1"ka [A]o [В]о і q і EV .
или, после повторного логарифмирования
pi I Е olSRT' і
і-j--1п*о[А1в + 1п1т^г- + 1п u rD1 ' „ ). (IX.24)
1п'~ тг гГ-1п*о[А1в+,пда+1п ыамвьТоТ^
Величина г есть время, в течение которого достигается скорость, обеспечивающая тепловое воспламенение, т. е. период индукции теплового воспламенения. Пренебрегая зависимостью последнего слагаемого от температуры, это соотношение можно записать в виде
, , Е 1 , л
Ш»=іїт;+А-
На рис. 137 приведена зависимость периода индукции теплового взрыва тетрила
о,х—(( І)—мгю2)сіг3
от температуры воспламенения. В соответствии с (IX.24) хорошо выполняется линейная зависимость ^ /„ от 1/Тв.
Рекомендуемая литература К главе 1
Коулсон Ч. Валентность. — М.: Мир, 1965, 426 с. Грей Г. Электроны и химическая связь. —М.: Мир, 1967, 234 с. Маррел Дж., Кеттл С, Теддер Дж. Теория валентности. — М.: Мир, 1963, 520 с.
Прайер У. Свободные радикалы. — М.: Атомпздат, 1970, 335 с.
Блюменфгльд Л. А., Воеводский В. В., Семенов А. Г. Применение электронного парамагнитного резонанса в химии. — Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962, 239 с.
Инграм Д. Электронный парамагнитный резонанс в свободных радикалах. —> М.: МЛ, 1961, 341 с.
Веденеев В. И., Гуранч Л. В., Кондратьев В. Н., Медведев В. А., Франке-вич Е. Л. Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону: Справочник. Изд-во АН СССР, 1962, 215 с.
Предыдущая << 1 .. 168 169 170 171 172 173 < 174 > 175 176 177 178 .. 179 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.