ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ТОПОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ

В предыдущей главе были рассмотрены вопросы »химического рав­новесия реагирующей смеси применительно к реакциям горения и изме­нения состава равновесной смеси в зависимости от различных физических факторов. В данной главе рассматриваются вопросы меха­низма реагирования и скорости протекания реакций в зависимости от различных физических и химических факторов.

Скоростью гомогенной реакции называется количества вещества, реагирующего в единице объема за единицу времени, т. е. изменение концентрации одного из компонентов реагирующих веществ за единицу времени.

Под скоростью гетерогенной реакции подразумевается' количество вещества, реагирующего на единице поверхности за единицу времени.

В каждой реакции участвуют несколько реагирующих веществ. В ходе реакции концентрации исходных веществ падают, а концентра­ции образующихся веществ возрастают. Образование продуктов реак­ции стехиометрически соответствует расходу исходных веществ. Поэто­му скорость газовой реакции

АА ~Ь {3.6 =уЛ/1 - НбЛ^ (5-1)

Можно выразить как через скорость образования одного из продуктов реакции

<1СМ , асм

С1СА йСЕ

Или

С1х йх

Где С а, Св, См и Сц — текущие концентрации реагирующих веществ; и — время.

Поскольку согласно уравнению реакции (5-1) каждые а молей ве­щества А реагируют с р молями вещества В, то, если в течение времени йх расходуется (1па молей вещества А, вещество В расходуется в коли­честве:

С1пв = -~(1пА. (5-2)

Относя уравнение (5-2) к единице объема и единице времени, по­лучаем:

_1_ *пв____ р 1 йпА

V йх а V бх

ИЛИ

11Ь 5 . йа

(Н а йх

Аналогично можно получить соотношение между скоростью расхо­дования вещества А и скоростью образования вещества М:

<1СМ у А

• а (к

Следовательно, между изменениями концентраций реагирующих веществ существует следующая связь:

ЙсА І і і ас,

(Н р йх. • у йх ~ ' 8 бх

Так как стехиометрические коэффициенты а, [3, у и б являются по­стоянными величинами, скорость реакции можно определить по скоро­сти превращения любого из реагентов. Поэтому скорость сгорания топ­лива можно выразить через скорость расходования горючих элементов (или топлива в целом), скорость расходования окислителя или скорость образования продуктов сгорания.