ardere adiabatic
- ↑ temperatură egală ≈3200 K. corespunde cu 50% disociere chimică CO2 la 1 atm. Această din urmă valoare rămâne constantă în timpul arderii adiabatic, CO2 și 97% din randamentul reacției în arderea oxigenului antracit. Temperatura mai ridicată a acestei reacții trebuie să aibă loc la o presiune mai mare (până la 3800 K și de mai sus, a se vedea. Jongsup Hong și colab. P.8).
Termodinamică [edita | editarea textului wiki]
Prima lege a termodinamicii pentru un sistem izolat poate fi scris ca:
în care, R Q P _Q_> Și R W P _W_
> Căldură și muncă, respectiv, care au fost produse în timpul procesului, și U R> și U P> - energia internă a reactanților și rezultatele de reacție. Presupunând că volumul de ardere adiabatică rămâne neschimbată, procesul nu produce locul de muncă,
și nu există nici o pierdere de căldură, deoarece procesul ar trebui să fie adiabatică. R Q P = 0 _Q_= 0>. Ca rezultat, energia internă a produselor de reacție coincide cu energia internă a reactanților: U P = U R = u_>. Deoarece acesta este un sistem izolat, masa reactanților și a produselor este constantă și prima lege poate fi scrisă astfel:
U P = U R # X21D2; m P u P = m R u R # X21D2; u P = u R = u_ \ rightarrow M_u_
= M_u_ \ rightarrow u_
= U_>.
Presupunând că presiunea de ardere adiabatic rămâne neschimbată, expresia poate fi scrisă pentru lucrarea produsă ca
Deoarece într-un proces adiabatic pierderea de căldură nu este Q R P = 0 _Q_= 0>. obținem din prima lege care
# X2212; p (V P # X2212; V R) = U P # X2212; U R # X21D2; U P + p V P = U R + p V R -V _> \ dreapta) = u_-U_ \ rightarrow u_
+pV_
= U_ + pV_>
Deoarece definiția entalpiei H P = H R = H_>. și în sistem și reactanți masa izolată este constantă, prima lege ia forma: H P = H R # X21D2; m P h P = m R h R # X21D2; h P = h R = H_ \ rightarrow M_h_
= M_h_ \ rightarrow h_
= H_>.
Astfel, temperatura de ardere adiabatic, la o presiune constantă, mai mică decât cea la volum constant, care este asociat cu necesitatea de a produce lucru pentru a mări volumul în primul caz.
Presupunând că arderea completă are loc și condițiile componentelor stoichiometrie sau excesul de oxidant are loc, următoarea formulă poate fi utilizată pentru a calcula temperatura de combustie:
Raportul exact al componentelor nu furnizează un număr suficient de variabile pentru calcul, astfel încât să se realizeze un echilibru molar necesită C O și H 2> - compuși ultimele sunt cele mai comune produse de amestec combustie incompletă bogate.
Cu toate acestea, având în vedere reacția de schimb între bioxid de carbon și apă
și folosind constanta de echilibru pentru această reacție, numărul de variabile care rezultă va fi suficientă pentru a determina temperatura.
Programul modern pentru pachetele de calcul termodinamice permit temperatura adiabatică găsi o soluție numerică a problemei de maximizare a entropiei sub presiunea dată și entalpia sistemului (volumul setat și energia internă). În acest caz, în mod natural considerat disocierea produselor de ardere (cu alegerea corespunzătoare de compunere a componentelor sistemului). Soluție numerică este mult simplificată prin entropia convexă a sistemului în funcție de temperatura. În acest scop, la presiune constantă, temperatura necesară nonnegativeness căldura specifică derivatul (se execută aproape întotdeauna, deci algoritmii standard din teoria programării convexe pot fi utilizate pentru punerea în aplicare a software-ului calculareatemperaturii adiabatică).