Химическая физика горения - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Химическая физика горения. Доклад-сообщение содержит 45 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ГОРЕНИЯ ЛЕКЦИИ НГУ 2012 г.

Слайд 2

Описание слайда:

Программа курса Вводная лекция. История изучения процессов горения и современное состояние исследований. Термодинамика процессов горения, температура и химический состав системы в равновесии. Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Элементарные химические реакции, теория переходного состояния. Кинетика обратимых, параллельных, последовательных и цепных реакций. Роль диффузии и теплопередачи в процессах горения. Основы и математическое описание теории горения. Самовоспламенение и зажигание. Теория теплового взрыва Семенова и Франк-Каменецкого. Цепной взрыв. Теория распространения пламени в газах. Тепловая теория Малляра–Ле-Шателье, Зельдовича–Франк-Каменецкого. Теория цепного распространения пламени Зельдовича. Пределы распространения пламени. Поджигание пламени искрой.

Слайд 3

Описание слайда:

Программа курса Численное моделирование многокомпонентных реагирующих газовых потоков с применением многостадийных механизмов реакций и детальной кинетики для описания скорости распространения и структуры ламинарных пламен с помощью пакета CHEMKIN. Определение лимитирующих стадий процесса и характерных путей реакций. Экспериментальные методы изучения горения газовых пламен. Измерение нормальной скорости распространения пламен. Измерение структуры пламен – профили концентрации веществ и температуры в волне горения. Методы управления процессом горения - ингибирование и промотирование горения. Ламинарные диффузионные пламена. Образование вредных веществ при горении, методы уменьшения их выбросов. Горение конденсированных систем, экспериментальные методы исследования. Исследование кинетики термического разложения конденсированных веществ как первичного этапа процесса их горения. Горение энергетических материалов.

Слайд 4

Описание слайда:

Слайд 5

Описание слайда:

Горение – это сложный физико-химический процесс, при котором превращение вещества сопровождается интенсивным выделением тепла, ярким свечением и тепломассообменом с окружающей средой. Горение – это сложный физико-химический процесс, при котором превращение вещества сопровождается интенсивным выделением тепла, ярким свечением и тепломассообменом с окружающей средой.

Слайд 6

Описание слайда:

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЗНАНИЙ О ГОРЕНИИ люди начали пользоваться огнем для обогрева и приготовления пищи 600 тысяч лет назад получать огонь – 30 тысяч лет назад

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

Огню отводилось значительное место в ранних мифах и легендах, например, в греческом мифе о Прометее, похитившем огонь у богов и отдавшем его людям.

Слайд 9

Описание слайда:

Слайд 10

Описание слайда:

Одна из первых теорий, объясняющих сущность процесса горения - теория флогистона. Иоганн Иоахим Бехер, 1703 г

Слайд 11

Описание слайда:

Роберт Бойль считал, что при нагревании металлов «огненная материя» соединяется с металлами и превращает их в окалину. Так как вес окалины больше веса металла, из которого она получена, то, по мнению Бойля, флогистон имеет вес. Роберт Бойль (1627-1691)

Слайд 12

Описание слайда:

Ломоносов М.В. 1711-1765 Антуа́н Лора́н Лавуазье́ 1743-1794

Слайд 13

Описание слайда:

Майкл Фарадей 1791 - 1867

Слайд 14

Описание слайда:

Ро́берт Ха́тчингс Го́ддард (1882—1945 ) один из пионеров современной ракетной техники

Слайд 15

Описание слайда:

Разработка в России ракет ГИРД-9 и ГИРД-10, первый запуск 17 августа 1933г

Слайд 16

Описание слайда:

Никола́й Никола́евич Семёнов (1896-1986), единственный советский лауреат Нобелевской премии по химии (получил в 1956 году совместно с Сирилом Хиншелвудом) Открытие Семеновым Н.Н. в 1928 г цепных разветвленных реакций, играющих определяющую роль в горении и взрыве.

Слайд 17

Описание слайда:

Зельдо́вич Я́ков Бори́сович (1914-1987) Установление связи между скоростью распространения пламени и кинетикой химических реакций Условия поджигания смеси накаленной поверхностью, определение фронта распространения пламени и др. Механизм химич. реакции в детонационной волне, обосновывающий расчет скорости и давления детонации.

Слайд 18

Описание слайда:

Основные области применения горения Тепловые электростанции на горении угля, жидкого топлива. Печи для получения стали, цветных металлов, стекла, керамики, цемента, сажи углерода. Двигатели для автомобилей, самолетов, ракет, судов. Артиллерия, стрелковое оружие и другое вооружение. Взрывные работы. Уничтожение мусора, отходов, вредных веществ.

Слайд 19

Описание слайда:

В настоящее время горение является основным источником энергии. В настоящее время горение является основным источником энергии. Более 85% потребляемой энергии в мире имеет своим источником горение, большинство современных технологий основано на использовании горения. Количественное описание этого явления представляет не только чисто научный интерес, но также имеет большое практическое значение.

Слайд 20

Описание слайда:

Слайд 21

Описание слайда:

Слайд 22

Описание слайда:

Слайд 23

Описание слайда:

Классификация проблем горения.

Слайд 24

Описание слайда:

Процедуры разработки теоретической модели 1. Укажи общие цели модели 2. Разработай физическую модель, основанную на понимании главных механизмов и подходящих предположениях (гипотезах) 3. Сконструируй главные рамки математической модели, используя подходящие уравнения сохранения и транспорта 4. Проведи анализ порядков величин, чтобы упростить модель 5. Задай другие компоненты модели – начальные и граничные условия, константы скорости, термодинамические и транспортные свойства 6. Сделай математическую модель безразмерной, идентифицируй безразмерные параметры . 7. Исследуй способность модели генерировать точное решение для простых предельных случаев 8. Сравни теоретическое решение с экспериментом для подтверждения модели

Слайд 25

Описание слайда:

Основные соотношения в теории горения

Слайд 26

Описание слайда:

Массовый баланс для одностадийной реакции .

Слайд 27

Описание слайда:

индекс st соответствует стехиометрической реакции, например: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Для бедных топливом смесей < 1; для стехиометрических смесей = 1 для богатых топливом > 1. Стандартная теплота образования [ккал/моль] теплота, необходимая, чтобы один моль вещества был образован из элементов при стандартных условиях .

Слайд 28

Описание слайда:

СТАНДАРТНЫЕ ТЕПЛОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ Вещество ΔНf0 ккал/моль Атом кислорода О (г) 59,5 Окись азота NО (г) 21,6 Молекула кислорода О2 (г) 0 Двуокись азота NO2 (г) 8,0 Озон О3 (г) 34,0 Атом водорода Н (г) 52,1 Молекула водорода Н2 (г) 0 Вода Н2О (г) –57,8 Закись азота N2O(г) 19,5 Н2О (ж) –68,3 NH (г) 81,2 Радикал НО2 (г) 3,9 NH2 (г) 42,3 Перекись водорода Н2О2 (ж) –44,7 Аммиак NН3 (г) –11,0 Гидроксил ОН (г) 9,3

Слайд 29

Описание слайда:

Теплота реакции Рассмотрим реакцию Теплота реакции при стандартных условиях при температуре Т0: Во многих случаях требуется определить ΔНr при некоторой температуре T2 , если известна теплота реакции при температуре Т1. В этом случае имеем два равновесных состояния (ΔН)А = (ΔН) В. Таким образом, можно записать:

Слайд 30

Описание слайда:

. .

Слайд 31

Описание слайда:

. .

Слайд 32

Описание слайда:

Слайд 33

Описание слайда:

Слайд 34

Описание слайда:

Слайд 35

Описание слайда:

Слайд 36

Описание слайда:

Слайд 37

Описание слайда:

Слайд 38

Описание слайда:

Химический состав системы в равновесии

Слайд 39

Описание слайда:

По определению, свободная энергия Гиббса: По определению, свободная энергия Гиббса: G ≡ H - TS В химических процессах одновременно действуют два противоположных фактора — энтропийный (TΔS) и энтальпийный (ΔH). Суммарный эффект этих противоположных факторов в процессах, протекающих при постоянном давлении и температуре, определяет изменение энергии Гиббса (G): ΔG = ΔH – TΔS Если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном, то процесс принципиально может протекать (ΔG0) — то не может. Если ΔG=0, то система находится в состоянии химического равновесия.

Слайд 40

Описание слайда:

Слайд 41

Описание слайда:

Слайд 42

Описание слайда:

Слайд 43

Описание слайда:

Для химической реакции в адиабатической системе Для химической реакции в адиабатической системе CH4+1.5O2=(1-)CO+(2- )H2O+  CO2+  H2 Можно записать уравнение сохранения энтальпии

Слайд 44

Описание слайда:

Это выражение можно переписать для индивидуальных соединений: Это выражение можно переписать для индивидуальных соединений:

Слайд 45

Описание слайда:

Зная Кр, из выражения (А) может быть найдена . Подставляя полученную величину , энтальпии образования и энтальпию реакции в левую часть выражения (Б), сопоставляем сумму с 0. Если она не равна 0, снова предполагаем некоторое значение Tf и повторяем процесс. Проводя таким образом последовательные итерации находят значение Tf и . Зная Кр, из выражения (А) может быть найдена . Подставляя полученную величину , энтальпии образования и энтальпию реакции в левую часть выражения (Б), сопоставляем сумму с 0. Если она не равна 0, снова предполагаем некоторое значение Tf и повторяем процесс. Проводя таким образом последовательные итерации находят значение Tf и .