На головну

Термодинаміка плазмохімічних процесів

  1. III. Психічні властивості особистості - типові для даної людини особливості його психіки, особливості реалізації його психічних процесів.
  2. XIV. Дослідження інтелектуальних процесів
  3. Автоматизація основних процесів
  4. Автоматизація процесів бізнесу
  5. Автоматизація супутніх арбітражного судочинства процесів
  6. Автосинхронизация процесів в суперсистемах
  7. Аналіз можливостей мережі Петрі для моделювання процесів розвитку сучасного авіапідприємства.

Екстремальні умови плазмохімічних процесів зумовлюють встановлення термодинамічної рівноваги за частки секунди. Тому термодинамічні розрахунки рівноважних систем є обов'язковими на першому етапі розробки будь плазмохимической технології. Результати таких розрахунків дають картину ідеального стану даної системи при певних конкретних параметрах, тим самим задаючи орієнтир, до якого слід прагнути при здійсненні реального процесу.

Термодинамічний розрахунок плазмохімічних процесів дає інформацію по наступних моментів:

· Визначається принципова можливість отримання в конкретному плазмохімічному процесі цільового компонента (продукту).

· Знаходяться умови, тобто склад плазмообразующего газу, вихідної сировини, температура і тиск, що забезпечують максимальний вихід цільового продукту або умов, що призводять до мінімального вмісту шкідливих домішок в цільовому продукті.

· Визначається ступінь досконалості плазмохімічних процесів.

· Проводиться порівняння реально здійснюваних процесів з гранично рівноважними.

Таке порівняння дозволяє в свою чергу:

- Знайти шляхи вдосконалення плазмохимических апаратів: поліпшити сумішоутворення, вирівняти профіль температури в дузі і газодинамічні параметри;

- Знайти експериментальні коректувальні коефіцієнти, що враховують неминучі відхилення реальних процесів від граничних рівноважних.

Це має суттєве значення для уточнення проектувальних розрахунків (так званий другий рівень термодинамічної дослідження плазмохімічних процесів).

Наступний рівень термодинамічних розрахунків пов'язаний з обчисленням параметрів локального термодинамічної рівноваги (ЛТР). Параметри ЛТР використовуються тоді, коли неминучі градієнти параметрів робочого тіла (системи) за поперечним перерізом плазмохимического реактора. Розрахунки ЛТР також грунтуються на розрахунку параметрів рівноважного стану ізольованої системи.

Термодинамічні розрахунки стану робочих тіл (системи) широко застосовуються при розрахунку і аналізі досконалості плазмохімічних процесів. Вони, звичайно, грають значно меншу роль в дослідженні систем, в яких реалізуються ефективні принципово нерівноважні плазмохімічні реакції.

При проведенні термодинамічної аналізу плазмохімічних процесів умовно приймають досліджувану систему як ізольовану, Тобто таку, яка абсолютно не вступає у взаємодію з навколишнім середовищем. Зміна стану ізольованої системи відбувається виключно під впливом внутрішніх впливів, пов'язаних з вирівнюванням всіх її параметрів (температури, тиску, хімічного потенціалу і т.д.) і призводять систему в найбільш ймовірне (рівноважний) стан.

Для визначення всіх параметрів стану такої рівноважної системи досить використання тільки двох основних законів термодинаміки: першого закону - закону збереження енергії - і другого закону, з численних формулювань якого в даному випадку доцільно використовувати закон зростання ентропії в процесі зміни стану ізольованої системи і досягнення максимуму ентропії при встановлення кінцевого рівноважного стану.

У більшості випадків плазмохімічні процеси протікають в багатофазних багатокомпонентних системах.

Термодинамічний аналіз цих процесів доцільно проводити з урахуванням усіх компонентів, присутність яких в кінцевих продуктах найбільш ймовірно, що дозволяє правильно визначити рівноважний склад, оптимальні параметри і основні технологічні показники.

Розвиток обчислювальної техніки та створення ефективних алгоритмів чисельного рішення рівнянь, що описують рівновагу в багатофазних багатокомпонентних системах і забезпечених відповідними програмами, дозволяє розраховувати на ЕОМ рівноважні склади сумішей, що включають десятки компонентів. Це дає можливість в ряді випадків, не проводячи дорогих експериментів, досить точно визначити необхідні умови протікання відповідного процесу, вихід цільових продуктів і інші характеристики процесу.

Методика визначення рівноважних складів багатофазних багатокомпонентних систем грунтується зазвичай на двох різних підходах, один з яких базується на рівняннях закону діючих мас з використанням констант рівноваги ( "константний" спосіб), а інший - на пошуку екстремуму термодинамічної потенціалу системи.

Шляхом вирішення варіаційної задачі знаходження екстремуму будь-який з характеристик термодинамічних функцій (J - ентальпія, F - вільна енергія, Ф - ізобарно-ізотермічний потенціал) можуть бути встановлені зв'язки між параметрами термодинамічної рівноваги і складом багатокомпонентної системи.

 




Вступ | У хімічних процесах | плазмохімічні процеси | ГЕНЕРАТОРИ низькотемпературної плазми | Електродугові плазмотрони | Енергії (ентальпії) енергоносія | До плазмохімічним процесам | Речовин в плазмі | углеродсодержащими СИРОВИНИ | вуглецевмісних сполук |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати