ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Примеры протекания химических реакций в диффузионной области из "Диффузия и теплопередача в химической кинетике Издание 2" Таким образом, в диффузионной области роль константы скорости реакции играет константа скорости диффузии. [c.59] Измерение скорости реакции в диффузионной области ничего не может сказать нам об истинной кинетике реакции и ее химическом механизме. Но зато измерение скорости реакции в диффузионной области может служить методом исследования диффузионных процессов, в частности конвективной диффузии. [c.59] Очень часто химический процесс изучается в недостаточно определенных гидродинамических и геометрических условиях, например, при перемешивании мешалкой или продувании газовой струи через слой пористого материала, так что абсолютную скорость диффузии рассчитать нельзя. В таких случаях судят о том, находится ли процесс в диффузионной или кинетической области, по зависимости скорости его от различных параметров. Зависимость скорости реакции от скорости потока свидетельствует о том, что процесс находится в диффузионной области. Сильная зависимость от температуры, удовлетворяющая закону Аррениуса, говорит о кинетической области (если диффузия протекает в газовой фазе). [c.60] Весьма наглядные результаты получаются при исследовании кинетики реакции в условиях внутренней задачи, т. е. при пропускании потока реагирующего газа или жидкости через трубку, на внутренней поверхности которой происходит реакция. При этом, если процесс находится в диффузионной области, должна наблюдаться характерная картина ламинарной и турбулентной областей, разделенных точкой гидродинамического кризиса. В ламинарной области скорость реакции лишь весьма слабо зависит от скорости потока, в турбулентной — в первом приближении — пропорциональна ей. Соответственно, концентрация продуктов реакции на выходе из реакционной трубки в ламинарной области приблизительно обратно пропорциональна скорости потока, в турбулентной — практически не зависит от нее. [c.60] Экспериментально протекание химической реакции в диффузионной области наиболее подробно изучено на примерах горения угля и процессов растворения солей в воде и металлов в кислотах. [c.60] В работе Предводителева и Цухановой [3] при ламинарном течении была исследована также и область, иереходиая между диффузионной и кинетической (температуры ниже 1100° С), и чисто кинетическая область. [c.61] Исследование горения угольного канала в турбулентном потоке связано с некоторыми экспериментальными затруднениями. Но не подлежит сомнению, что если в турбулентном потоке удастся получить хорошие экспериментальные данные, то они также будут прекрасно описываться формулой (II, 5) с обычным для турбулентного потока значением критерия Нуссельта. [c.61] Реакцию углекислоты с углем в уго.льном канале при ламинарном течении газа в кинетической и переходной областях изучали Вулис и Витман [33]. Этп авторы пользовались для обработки своих экспериментальных данных аналитическим решением Панета и Герцфельда. [c.61] Кинетику реакций Вулис описывает формулой Аррениуса (1, 2). В таблице приводятся значения энергии активации Е и предэксноненциального множителя 2 для реакций углерода с кислородом и углекислотой. [c.62] Значения кинетических характеристик различны для разных сортов угля. Но Вулис приходит к выводу, что отношение энергий активации обеих реакций для всех сортов угля постоянно энергия активации для реакции угля с углекислотой в 2,2 раза больше, чем для реакции угля с кислородом. [c.62] Единственной индивидуальной характеристикой данного сорта угля, подлежащей экспериментальному определению, оказывается при этом энергия активации Е, причем достаточно определить ее для одной из реакций. [c.62] Кинетика и химический механизм реакции угля с углекислотой были детально изучены нами [35] посредством измерения скорости реакции в чисто кинетической области. При этом оказалось, что порядок реакции ниже первого. [c.63] Прямое изучение кинетики реакции углерода с кислородом сильно затрудняется большим тепловым эффектом этой реакции, приводящим к сильному разогреву поверхности. [c.63] Нами было предложено использовать для изучения кинетики подобных реакций явления, связанные именно с этим разогревом,— критические явления воспламенения и потухания поверхности, которые будут подробно рассмотрены в главе IX, при изложении теории теплового режима гетерогенных экзотермических реакций. [c.63] Вернуться к основной статье