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

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

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

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания - Глушко В.П.
Глушко В.П. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания — Москва, 1971. — 263 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamiteplofizsvoystv1971.pdf
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 172 >> Следующая

Для расчета равновесного состава нужно составить и решить систему уравнений химического равновесия. В большинстве практически интересных случаев необходимо определять равновесный состав при известных (заданных) температуре и давлении. Значения всех термодинамических свойств индивидуальных веществ предполагаются известными [419].
3.1. Химическое и фазовое равновесие
Рассмотрим смесь, состоящую из q различных индивидуальных веществ и находящуюся в равновесии. Некоторые из веществ присутствуют как в газовом, так и в конденсированном состояниях.
Выберем среди q веществ минимальное количество т таких, с помощью которых могут быть единственным образом записаны реакции образования оставшихся I = q—т веществ. Наиболее просто выбрать в качестве т веществ атомы и электронный газ, однако это не является обязательным. В дальнейшем, для краткости, будем называть любые выбранные т веществ независимыми компонентами (индекс і), оставшиеся I веществ — зависимыми (индекс /).
Реакция образования зависимого (в том числе и иона) компонента Mj может быть представлена в форме:
Mj = 2>auAh
(3.28)
где A1 — символ независимого компонента, Ci1J —стехиометрический коэффициент реакции.
Условие химического равновесия для этой реакции имеет вид:
-2vi = °.
откуда можно получить
Pi
= K0
(3.29)
(3.30)
где Pt, Pj — парциальные давления,
K0J = CXP^a1JSP1(T)-S>{TJ
'^a1jho1[t)-h)(t)]I Rqt\ (3.31)
— константа равновесия по парциальным давлениям.
Во многих случаях более удобно в выражении для константы равновесия использовать
величину энтальпии P(T) вместо H0 (T). Связь между этими величинами, на основании соотношения (2.1), может быть представлена в виде:
И0 (T) = /° (T) — ЛЯOf293 + Н° (298). (3.32)
Теперь изменение величины H0(T) в ходе реакции у можно записать так:
ЛЯ° (T) = Д/° (T) — Л (ДЯ°/298) + Af/0 (298),
где A — символ, означающий изменение величины H0(T), /°(Т), Я0 (298), ДЯ°/298, например,
ДЯ° (T) = ?а;;.Я° (T) - H] (T). Как показано в Справочнике [419],
4//°(Г) = А(№/г).
Следовательно,
AH0 (T) = Д/°(Г), (3.33)
/С$(7-) = ехр [Д5°(Г)//?0-
-AIO(T)ZR0T]. (3.34)
Подставим в выражение (3.30) вместо парциальных давлений pq числа молей /гг, которые, на основании (3.20), равны:
(3.35)
4 P
где
N = Ln4.
В результате получим систему / уравнений, выражающих условия химического равновесия (закон действующих масс),
Za! .-1
' K0J(T) \L ' '
7 = 1,2,3,.../. (3.36)
При наличии конденсированных веществ в смеси парциальные давления этих веществ принимают равными давлениям насыщенного пара конденсированных веществ. Это является следствием введенных ранее допущений (см. § 1). Величина давления насыщенного пара р ) может быть найдена из условия равенства химического потенциала одного и того же вещества в газовой и конденсированной фазах:
(3.37)
откуда
^ = ехр{[5°(Г)-^)]/Я0-
-[ІУТ)-І°„(Т)]/К0Т\. (3.38)
Уравнение закона действующих масс для газовой фазы конденсированного вещества записывается в виде (3.36).
3.2. Уравнения сохранения вещества и электронейтральности
Уравнения сохранения вещества выражают условие равенства количества атомов 1-го химического элемента в продуктах сгорания и в топливе. Для гетерогенной смеси эти уравнения имеют вид
2 alq(tiq + nqs) — o,T = 0, я
і = 1,2, 3, ... m—\, (3.39)
где aiq — количество атомов і-го вида в одном моле вещества q, bit — количество атомов і-го вида в одном моле топлива, индекс s относится к числу молей вещества q в конденсированном состоянии. Для веществ, присутствующих и в газовом
и в конденсированном, состоянии, число молей
в газовой фазе является известной функцией
температуры:
N
я? = ^ ехр{[SJ(T-)-5J,(7-)j//?0--W)-^T)]IR0T].
(3.40)
Уравнение электронейтральности системы (сохранения заряда) без учета возможного присутствия заряженных конденсированных частиц записывается в виде:
2 аеЯіч = °. где aeq — кратность ионизации.
(3.41)
3.3. Уравнение нормировки
Уравнение нормировки
выражает условие равенства суммарного чщ:ла молей газовой фазы некоторой величине N, пропорциональной массе топлива:
(3.43)
Для идеальной смеси уравнение (3.42) является выражением закона Дальтона
(3.44)
Таким образом, для определения q + 1 неизвестных (nq, nqs, N) необходимо решить систему нелинейных уравнений (3.36), (3.39), (3.41) и (3.43) порядка q + 1. Система уравнений имеет единственное решение [188], кто-рое при известном составе топлива ооре-деляется только температурой и давлениепм.
— 27 —
На расчет гетерогенных систем накладывает некоторые ограничения правило фаз, которое, как известно, записывается в виде
г=ч—ф+2— R, (3.45)
где г — количество термодинамических степеней свободы;
Ф — число фаз, то есть число частей системы, обладающих однородным составом и разделенных физической границей;
R — число независимых химических реакций в системе.
В уравнениях (3.36), (3.39), (3.41) и (3.43) необходимыми термодинамическими степенями
свободы являются р и Т, то есть г — 2, числе индивидуальных веществ q равно / + пг, числе независимых химических реакций R=L Этс обусловливает равенство
Предыдущая << 1 .. 7 8 9 10 11 12 < 13 > 14 15 16 17 18 19 .. 172 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.