|
|
|
ОБЪЕДИНЕНИЕ МЕТОДОВ ТЕРМОДИНАМИКИ НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССОВ И ДИФФУЗИОННОЙ КИНЕТИКИ ПРИ РАСЧЕТЕ СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ УГЛЯ
Трошенькин Б.А.1, Янко С.В.2, Трошенькин В.Б.1
1 Институт проблем машиностроения им.А.Н.Подгорного НАН Украины, Харьков, Украина
2 Отделение угля; горючих сланцев и торфа Академии Горных Наук Украины, Киев, Украина
|
Ссылка для цитирования:Citation:
Трошенькин Б.А. Объединение методов термодинамики необратимых процессов и диффузионной кинетики при расчете скорости горения угля / Б.А. Трошенькин, С.В. Янко, В.Б. Трошенькин // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2013. - Вып. 2(13). - С. 48 - 55.
|
|
Ключевые
слова:Keywords:
скорость горения угля; диффузионная кинетика; термодинамика необратимых процессов; химический потенциал; сопротивление горению; тепловой баланс; аналогия тепло-и массообмена |
|
Аннотация:Abstracts:
Проанализированы недостатки и преимущества методов расчета скорости сжигания угля, составленных на основе теории диффузионной кинетики и термодинамики необратимых процессов. Показано, что математическое представление скорости гетерогенных реакций, например горения угля, в виде зависимости от разности концентрации окислителя в потоке и на поверхности твердого тела является необоснованным. По аналогии с механикой предложено принять за меру движущей силы реакции химический потенциал, а факторы, тормозящие процесс, могут быть приравнены к трению. Сопротивление оказывают следующие стадии процесса: диффузия окислителя к реакционной поверхности, поглощение окислителя кристаллической решеткой, активация атомов углерода. Для соблюдения баланса прихода и отвода тепла рекомендовано определять скорость в два этапа. На первом этапе следует оценить интенсивность теплоотдачи и по ней найти количество выжигаемого угля в единицу времени на конкретном участке топочного устройства или подземного канала. На втором этапе та же скорость рассчитывается в зависимости от располагаемого химического потенциала с учетом сопротивлений на отдельных стадиях процесса. Особенностью расчета по первому этапу является учет как продольного, так и поперечного потоков газов при обтекании частиц угля или в выжигаемом канале. Особенностью расчета по второму этапу является отнесение химического потенциала не к мольному значению реагентов, а к количеству атомов в поверхностном слое, поскольку выжигание угля происходит послойно. Вычисление скорости горения считается удовлетворительным, если расхождение баланса не превышает 10 – 15 %. |
|
Литература:References:
Техническая энциклопедия. - М.: ОНТИ НКТП СССР, 1937. - т. 5. - С. 894-902. Предводителев А.С. Горение углерода /А.С. Предводителев, Л.Н. Хитрин, О.А. Цуханова и др. - М., - Л: Изд-во АНСССР, 1949. - 408 с. Мальцев В.М. Основные характеристики горения/В.М. Мальцев, М.И.Мальцев, Л.Я. Кашпоров. - М.: Химия, 1977. - 320 с. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. - М.: Наука, 1967. - 492 с. Пригожин И. Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур/Пер. англ. Ю.А. Данилова и д-ра физ.-мат. наук В.В. Белого под ред. проф. д-ра хим. наук Е.П. Агеева. - M.: Мир, 2002. - 462 с. Льюис Г.H., Рендалл М. Химическая термодинамика/Пер. с англ. А.Н. Лукицкого под ред. и с доп. проф. П.А. Ребиндера с доп., введенными О. Редлихом, переводчиком с немецкго издания 1927 года. - Л.: ОНТИ Химтеорет, 1936. - 532 с. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. - М.: Химия, 1975. - 584 с Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. Основы химической кинетики / Пер. с англ. Е.Л. Розенберга под ред. А.М. Бродского. М.: Мир, 1983. - 528 с. Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности/Пер. с нем. А.Б. Шектера. - М.: Изд. иностр. лит., 1962. - т. 1. - 416 с. Трошенькин Б.А. Зародышеобразование при кипении и конденсации / Б.А. Трошенькин, В.Б. Трошенькин // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2011. - Вып. 2(7). - С. 242 - 246 Бенсон С. Термохимическая кинетика /Пер. с англ. канд. техн. наук Ю.П. Ямполького. Под ред. чл.-корр. АН СССР Н.С. Ениколопяна. - M.: Мир, 1971. - 308 с. Трошенькин Б.А. Закономерности взаимодействия подземного генератора тепла с окружающей средой/Трошенькин Б.А., Янко С.В., Трошенькин В.Б.//Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика: збірник наукових праць. - Дніпропетровськ, ЛИРА ЛТД, 2013. - Вып. 5. - С. 5-14. Агеев Е.П. Неравновесная термодинамика в вопросах и ответах. - М.: МЦНМО, 2005. -160 с. Альбом течений жидкости и газа/Сост. и авторский текст М. Ван-Дайка, пер. с англ. Л.В. Соколовской под. ред. Г.И. Баренблатта и В.П. Шидловского. - М.: Мир, 1986. - 182 с. Ястржембский А.С. Техническая термодинамика. - М., Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 496 с. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций/Пер. с фр. канд. хим. наук Н.М. Бажина, канд. хим. наук Э.Г. Малыгина, В.М. Бердникова под ред. д-ра хим. наук В.В.Болдырева. - М.: Мир, 1972. - 556 с. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 789 с. Оренбах М.С. Реакционная поверхность при гетерогенном горении. - Новосибирск: Наука СО, 1973. - 200 с.
|
|
|
