آیا احتراق فشار بالا گرمتر از احتراق فشار اتمسفر است

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2405

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

آیا احتراق فشار بالا گرمتر از احتراق فشار اتمسفر است

پست توسط rohamavation »

حداکثر دما، دمای شعله آدیاباتیک (احتراق) است. اگر همه چیز برابر باشد، دمای احتراق تا حدی به این نزدیک می شود که استفاده از هوای با فشار بالاتر، فرآیند واکنش را به واقعی بودن آدیاباتیک نزدیک می کند.
دمای شعله آدیاباتیک با فرض تغذیه استوکیومتری برای واکنش کامل با تمام آنتالپی احتراق به طور کامل برای گرم کردن محصولات تعیین می شود. با فرض ثابت بودن گرمای ویژه مولی $\bar{C}_{p,j}$ (J/mol K) برای هر محصول، تعادل انرژی ساده تبدیل می شود.
$\Delta_{rxn}\bar{H} = \left(\sum\ \nu_j\ \bar{C}_{p,j}\right) \left(T_{ad} - T_o\right)$
آنتالپی واکنش مولی$\Delta_{rxn}\bar{H}$ (J/mol) کجاست و ضرایب استوکیومتری روی محصولات هستند. اساساً، شما با واکنش‌ها شروع می‌کنید و احتراق را در یک سیستم بسته (بدون جریان جرمی به داخل/خارج) در شرایط آدیاباتیک (بدون جریان گرما به داخل/خارج) انجام می‌دهید.
دو عامل در تعیین میزان آدیاباتیک بودن فرآیند احتراق واقعی در هر لحظه از زمان نقش دارند.
یکی سرعت آزاد شدن آنی گرما است. این توسط سرعت واکنش کنترل می شود. هنگامی که قانون سرعت تجربی کلی برای واکنش احتراق دارای ترتیب واکنش مثبت در اکسیژن باشد، فشار هوای بالاتر باعث افزایش سرعت احتراق می شود. هنگامی که احتراق از نظر اکسیژن درجه صفر باشد، فشار هوا هیچ تاثیری بر سرعت احتراق نخواهد داشت. هنگامی که واکنش احتراق به طور کلی منفی باشد، افزایش فشار باعث کاهش سرعت احتراق می شود. همین امر در مورد ثابت نگه داشتن فشار کل اما افزایش یا کاهش کسر مولی اکسیژن در هوا صادق است.
عامل دوم سرعت انتقال آنی گرما در حین احتراق است. فشار می تواند ضرایب هدایت و همرفت را در انتقال حرارت تغییر دهد. این اثر کمتر (اگر نه ناچیز) بر تشعشعات دارد. همبستگی‌ها و فرمول‌بندی‌های اصول اولیه را می‌توان در جای دیگری بررسی کرد تا به تمام اثرات رقیب با جزئیات پرداخته شود.
با جمع بندی همه اینها، می توان گفت که با افزایش فشار:
اگر سرعت واکنش افزایش یابد و سرعت همرفت گرما کاهش یابد، دمای احتراق افزایش می یابد. معکوس کردن دو نرخ (واکنش و انتقال حرارت همرفتی) جهت تغییر دمای احتراق را نیز معکوس می کند.
اگر سرعت واکنش افزایش یابد اما سرعت انتقال حرارت افزایش یابد، دمای احتراق ممکن است بالا رود، ثابت بماند یا حتی کاهش یابد. زمانی که دو نرخ (واکنش و همرفت) معکوس شوند، همین امر صادق است. جهت تغییر دما مشخص نیست.
اگر سرعت واکنش تحت تأثیر فشار قرار نگیرد، پیش‌بینی به افزایش یا کاهش سرعت همرفت گرما با فشار بستگی دارد.
واکنش های احتراق واقعی هرگز کاملا آدیاباتیک نیستند. گرما از سیستم به اطراف جریان می یابد. فقط باید بدانیم که تشعشع از ناحیه احتراق داغ به هر چیزی سردتر در اطراف آن رخ می دهد. اساسی ترین تصحیح می تواند کم کردن اتلاف حرارت به ازای هر مول واکنش به عنوان یک عبارت "مجموعه" باشد.$\Delta_{rxn}\bar{H} - \bar{q}_{loss} = \left(\sum\ \nu_j\ \bar{C}_{p,j}\right) \left(T_{real} - T_o\right)$
واکنش های احتراق واقعی نیز هرگز سیستم های بسته ای نیستند. در مورد زغال سنگ و اکسیژن، اکسیژن فاز گازی به ذغال سنگ جامد و محصولات فاز گاز، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و آب جریان می یابد که از منطقه احتراق خارج می شود. هر گونه گاز آنتالپی مخصوص به خود را دارد. تفاوت خالص آنتالپی حالت واقعی را در مقابل آنچه که توسط محاسبه شعله آدیاباتیک تعیین می شود تغییر می دهد. اساسی ترین اصلاح ممکن است کم کردن اختلاف آنتالپی برای جریان گاز به داخل و خارج باشد.$\Delta_{rxn}\bar{H} - \bar{q}_{loss} - \Delta_{flow}\bar{H} = \left(\sum\ \nu_j\ \bar{C}_{p,j}\right) \left(T_{real} - T_o\right)$
به عنوان مثال، احتراق کامل کربن C(s) + O(g) CO(g) تنها با تابش به محیط اطراف را در نظر بگیرید. ما می توانیم یک نقطه شروع بنویسیم$\Delta_{comb}\bar{H}(C(s)) - \sigma \epsilon A (T^4 - T_o^4) - \left(\Delta_f\bar{H}(T,p)(CO_2(g)) - \Delta_f\bar{H}^o(O_2(g)) \right)\\ = \bar{C}_{p}(CO_2(g)) \left(T - T_o\right)$
.I hope I help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست