химический каталог




АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД (метод импульсного сжатия), используют для осуществления и исследования химический реакций в газовой фазе при высоких давлениях и температурах. Основан на том, что при сжатии газа в цилиндре свободно летящим поршнем со скоростью порядка 10-20 м/с теплопередача к стенкам цилиндра не успевает происходить, и газ адиабатически нагревается. В случае идеального газа давление р и температура Т изменяются при этом в соответствии с уравениями Пуассона: и где р0 и Г0- начальные значения давления и температуры,-геометрическая степень сжатия, определяемая как отношение начального объема, занимаемого газом, к его текущему значению, называют показатель адиабаты.

При использовании АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД с. м. может быть достигнуто такое сочетание давлений и температур, какого не удается получить др. методами. Например, для Хе, сжатие которого до 10 МПа описывается уравением Пуассона лучше, чем сжатие др. газов, достигнуты давления до 700 МПа и температуры до 104 К. При р > 10 МПа необходимо учитывать реальные свойства газа, так как значения р и Т, достигаемые при данном е, превышают рассчитываемые по уравениям Пуассона. В этом случае расчет адиабатич. сжатия возможен численным интегрированием уравения для внутр. энергии после подстановки в него вириального уравения состояния (при этом необходимо учитывать температурные зависимости теплоемкости газа и вириальных коэффициент).

Лабораторная установка для исследования газофазных реакций (см. рис.) состоит из цилиндра 1, свободный объем которого заполняют смесью реагентов с газом-разбавителем (обычно одно- или двухатомным; разбавление необходимо для достижения высоких температур, возможного лишь при1,25). Затем закрывают клапан 4, заполняют ресивер 3 толкающим газом до давления 1-10 МПа и открывают клапан 5. Толкающий газ разгоняет поршень 2, сжимающий смесь реагентов. В точке, соответствующей максимальному для данного опыта значению поршень останавливается и отбрасывается сжатой в цилиндре газовой смесью. В этот момент открывается клапан 6 и толкающий газ выходит в атмосферу; этим обеспечивается однократность цикла сжатие-расширение газовой смеси. Плотность смеси при сжатии (соответственно концентрации реагентов) возрастает в ? раз по сравнению с ее начальным значением.

Принципиальная схема одноимпульсной установки для исследования газофазных реакций: /-цилиндр; 2-поршень; 3-ресивер; 4-клапан для впуска реагентов и отбора проб; 5-запирающий клапан; 6-инерционный клапан.

Эксперим. данные представляют в виде зависимости выхода продукта (степени превращения) от макс. степени сжатия. Кроме того, может быть получена зависимость состава газовой смеси от времени непосредственно в цикле сжатие — расширение. Поскольку химический процесс происходит в условиях одновременного изменения температуры, давления и объема, для определения кинетическая параметров реакции решают совместно при помощи ЭВМ уравения движения поршня, химический кинетики и состояния газа (приближенные методы "ручного расчета" возможны лишь в некоторых простых случаях). Благодаря использованию АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД с. м. достигается строгая однородность реакционное пространства по всем параметрам, исключается влияние стенок реактора на процесс и создается возможность исследования механизма мономолекулярных реакций в таких условиях, когда константа скорости не зависит от давления.

Технологический реактор, перспективный для крупнотоннажных производств, отличается от лабораторная установки. К поршню, совершающему незатухающие колебания, энергия подводится от предварительно компримированной смеси реагентов с газом-разбавителем. Кроме того, цилиндр установки снабжен впускным и выпускным клапанами для замены прореагировавшего газа свежим сырьем. Для малотоннажных производств разработан реактор, представляющий собой устройство с кривошипно-шатунным механизмом, приводимым в движение электродвигателем; степень сжатия в цилиндре реактора достигает 25-35 МПа (в компрессоре 2-5).

Перспективность применения АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД с. м. в химический технологии обусловлена возможностями: а) совмещения в одном аппарате нагревателя и реактора (при сжатии газовой смеси), а также закалочного устройства (при ее расширении); б) достижения большей, чем при использовании др. методов, производительности в расчете на единицу реакционное объема; в) работы при относительно низкой температуре ( < 400 °С) стенок рабочих цилиндров, что исключает их высокотемпературную коррозию.

С применением АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД с. м. исследованы кинетика и механизм ряда реакций (например, разложение N2O, пиролиз низших углеводородов и их фторпроизводных), осуществлены реакции фиксации атмосферного азота его прямым окислением и др. Метод может быть использован для определения периода индукции при воспламенении горючих смесей, исследования физических свойств плотных газов при высоких температурах, создания импульсных источников света, получения высокоэнтальпийных газовых струй.

Впервые АДИАБАТИЧЕСКОГО СЖАТИЯ МЕТОД с. м. применен в химии Ю. Б. Хари гоном в 1939.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
бутсы купить в москве дешево
установка сабвуфера
C000000037
монокрлесо onewheel м15 music купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)