Файл: Гинзбург И.П. Пограничный слой смеси газов учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 200
Скачиваний: 0
|
|
|
- 78 |
- |
|
|
декулярными столкновениями, |
и коэффициента |
X , обуслов |
||||
ленного переносом массы вследствпи диффузии |
|
|||||
ы N пг |
Г\ |
Т |
д XJ |
|
||
Ав =-Z |
I |
mLmj Dijhi j-~- |
(9 .2 6 ) |
|||
i--l |
j - У |
р |
|
|
|
|
т . е . А з ,р ср - Д _,'? \ ^ ' |
|
|
|
|
|
|
Если перенос массы возникает вследствие |
протекания в га |
|||||
зе химических реакция, |
то |
иногда |
называют |
коэффициентом |
химической теплопроводности. Б практических расчетах использу ются следующие формулы для определения коэффициента теплопро
водности |
оме си |
Л |
: |
v |
' |
-у |
|
|
|
|
|
|
|
л- |
|
г |
х * 1 |
|
|
|
|
||
|
?\=Z Л- |
|
106521 G-, ~z~l |
(Масон и Саксена), |
|
||||||
|
|
|
|
|
к-' |
|
U ’ |
|
|
(9 .2 7 ) |
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
- |
1 U / |
|
I M J |
|
|
|
|
|
|
|
о.. |
- |
|
frk у;г |
|
|
(9 .2 5 ) |
||
|
|
|
ск |
|
2 y7 ■| / + |
|
|
||||
|
|
|
|
|
n |
j |
|
|
|
|
|
л |
— к.аффицкзнт |
теплопроводности |
с -и компоненты |
кото |
|||||||
рый |
подсчитывается, |
например, |
из |
следующей |
формулы |
I g] |
: |
||||
|
|
|
|
|
|
•s |
(JL К> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i м , :■ |
|
кал/см-сек ( 9.29) |
|||
X ,-(0jl5+0,3S±^}}tfpi- 10 |
qи,г>* |
|
|||||||||
где |
$Z . |
- |
интеграл столкновений |
для |
переноса |
импульса. |
|||||
|
|
§ 1 0 . |
Понятие идеально диссоциирующего газа |
|
При исследовании диссоциирующих газовых смесей Лайтхил-
дом было введено понятие идеально диссоциирующего га за , Лайт-
хилл упростил задачу, заменив изучение диссоциирующей газовой смеси, подобной воздуху, изучением простой диссоциирующей га -
-79 -
зosoii смеои, в которой протекают реакции вида
Аг ~ 2 А . |
|
|
W-1) |
||
Следует сказать, что |
подобное |
существенное |
упрощение |
мо |
|
жет быть вполне оправданным при решении многих |
практически |
ин |
|||
тересных задач, например, |
для комплекса |
реакции, протекающих |
|||
в диссоциирующем воздухе |
при умеренных |
температурах, - |
|
||
4 1 — - 2 N + M • |
0 * Мг — NO + N ) |
|
L \ 4 1
ог
!! |
<\i |
* N , |
0l * N = N 0 - > 0 , |
N 0 * h
- |
последние |
четыре реакции |
с участием N0 играют |
второстепен |
|||||
ную роль по |
сравнению |
с первыми двумя, |
поскольку |
равновеское |
|||||
содержание |
окиси азота |
не |
превышает 1%. |
|
|
|
|||
|
К тому же |
следует |
сказать, |
что ввиду существенно различ |
|||||
ной энергии диссоциации |
для |
первых двух реакций -— |
|
||||||
|
О, *11*5. !эв = |
20 *М |
(В 0г = |
5 Ы ) , |
|
|
|||
|
,V2 41 -9'Ъ е |
|
М |
( D Nz = |
9, S iS ) |
|
|
||
- |
молекулярный |
кислород начинает диссоциировать |
раньше |
чем |
|||||
а зо т; к моменту |
начала |
диссоциации азота, диссоциация |
кислоро |
да почти полностью заканчивается, тем более, что рекомбинация для атомов кислорода практически о тсутствует ввиду большой энергии молекул кислорода (при большой энергии молекул доста
точно одного соударения, |
чтобы молекула диссоциировала). |
||
В этом случае можно рассматривать воздух как |
идеально |
||
диссоциирующую |
смесь га зов в диапазоне температур |
до 6000 + |
|
8000° К . Выведем |
основные |
термодинамические характеристики иде |
|
|
|
|
|
|
- 80 |
- |
|
ально диссоциирующего |
га за . |
|
|
|
||||
I . О т н о с и т е л ь н а я |
м а с с о в а я |
к о н - |
||||||
ц е н т р а ц и я |
|
t |
|
Pi |
|
|
||
|
£ . = |
— |
: |
|
|
|||
д л я |
|
|
|
1 |
О |
|
|
|
|
а т о м о в |
|
|
|
|
|||
t |
|
- |
А |
) |
|
|
|
|
Ч |
4 |
|
-Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Д л я |
|
м о л е к у л |
|
|
|
|||
|
£ |
- |
— — |
~ 1 —Ё |
|
( Ю . 2 ) |
||
|
ц /я |
|
р |
|
. |
|
2.У р а в н е н и е с о с т о я н и я . Поскольку
|
|
R |
R |
R _ |
|
p " ' P L r i i Т I Р а - Р а М а Т > |
Р " = Р м 2 ' М а Т > 1 0 |
||
|
|
R |
|
|
|
|
D - - 0 - T |
, |
( Ю . з ) |
где |
I _ |
/ + |
|
|
|
-м |
гпА |
|
|
3 .
та л ьп и я).
У д е л ь н о е т е п л о с о д е р ж а н и е (э
В соответствии с выражением ( 2 . I I ) запишем
|
|
|
т |
X |
|
|
|
|
|
Ил --11 +1 СРас/Г , |
|
|
|||
|
|
P~~'hA , |
|
( Ю . о |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
'■Лм = - |
J cP „d' |
-И* - о . |
|
( Ю .5 ) |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
Энтальпия |
бинарной |
смеси |
|
|
|
||
|
|
2‘ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 10. 6 ) |
|
4. |
З а к о н |
с о х р а н е н и я |
ч и с л а |
а т о |
||
м о в . Поскольку для |
реакции ( 1 0 .1 ) }г1 = - / , |
= 2 |
, то |
||||
I |
= |
/ , а также |
|
|
|
|
|
(=( |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
81 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С - О |
|
См ~С-М |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
L'A |
ua |
|
|
|
|
|
|
( Ю . 7 |
) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
-'1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5 . |
|
В ы ч и с л е н и е |
|
к о н с т а н т ы |
|
р а в н о |
|||||||||||
в е с и я . |
В |
соответствии |
с данными § 5 (см .( 5 .3 3 ) |
для ре |
|
||||||||||||
акции ( Ю Л ) |
можно записать |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) % т « |
5 |
- j— |
* |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-е г / fd _ , |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Ю.8) |
|
В практических |
расчетах |
часто |
вво д ят |
понятие |
так |
называемой |
|
||||||||||
характеристической |
плотности |
р ы |
, |
которую |
определяют |
соот |
|||||||||||
ношением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
171 гпи к |
\Уг |
|
|
h |
|
|
|
|
(1 0 .9 ) |
||||
|
Pd = 2 |
( |
h2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В этом случае константа равновесия |
|
вычисляется |
по |
форму |
|||||||||||||
ле : |
4- к Г |
|
|
|
Т,* \/Т\'Ь |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( 10. 10) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Диссоциирующий га з , |
равновесное |
состояние' |
которого |
опи |
|
||||||||||||
сывается |
условием |
р Л - const |
и формулой ( 1 0 . 10 ) , |
иногда на |
|||||||||||||
зывают „частично возбужденным диссоциирующим га зом ". Для ки е - |
|||||||||||||||||
лородй, при условии выполнения соотношений (5 .3 8 а ), |
т .е . |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
- 2 7 |
|
|
|
|
т ~ = п |
> |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
полу чаем |
[ в ] |
р ° г=151 |
г / см 3 |
f |
р |
2: { 0 7 г / с н 3 |
•Вс*и же |
|
|||||||||
для кислорода |
и азота |
рассчитать |
комплекс |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 1 0 . 11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■V |