Авторы: H . П. Новиков, И. П. Боровинская, А. Г. Мержанов

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕАКЦИИ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО

СИНТЕЗА

Одной из важных задач в области исследования процессов само--распространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) [1, 2] яв­ляется оценка максимальных температур, развивающихся при горения. В настоящей работе изложена методика и приведены результаты тер-' модинамического расчета адиабатических температур СВС-реакций раз­личных классов. Некоторые данные термодинамического анализа СВС-процессов применительно к отдельным системам использовались ранее" в работах.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА АДИАБАТИЧЕСКИХ ТЕМПЕРАТУР ГОРЕНИЯ

Расчет температур горения смеси различных элементов или соедине­ний проведем в предположении адиабатичности процесса (отсутствия теплопотерь из зоны реакции) для случая полного превращения реаген­тов. Процессы, приводящие к неполноте превращения — диссоциация продуктов реакции или недогорание исходных веществ — также могут быть заложены в термодинамическую модель расчета и учтены. Что ка­сается влияния теплопотерь, то его обычно рассматривают в рамках макрокинетической теории горения.

Основным условием для определения T ад является равенство эн­ тальпий "исходных веществ при начальной температуре 7" 0 и конечных продуктов при температуре T ад . Оно означает, что все выделившееся при реакции тепло идет на нагрев продуктов горения от начальной тем­пературы до температуры горения

Рассмотрим процедуру расчета адиабатической температуры горе­ния на простейшем примере — реакции образования одного продукта из элементов:

§ C ( T ) dT = Q - vL ,

тде С, Q , L — соответственно теплоемкость, теплота образования и теп­лота плавления продукта Z , a v — доля жидкой фазы в продукте горе­ния

• при Г ад< Г ,

• при 7" и > Г„.

Если известны С(Т), Q и L , то уравнение (2) позволяет определите <Т и, а в случае равенства Т ии 7" и величину v .

Для того, чтобы определить соотношение между Tад и Т , следовательно, учесть плавление продукта

Основные затруднения при проведении конкретных расчетов связаны с отсутствием достоверных сведений о температурной зависимости Теплоемкости при высоких температурах. Экспериментально опреде­ляемую зависимость С(Т) необходимо экстраполировать.

"Процессы горения в химической технологии и металлургии" /Под ред. Мержанова А.Г. Ред.- изд.отдел ОИХФ АН СССР. г.Черноголовка. 1975г. – 289с