Wyniki 11-16 spośród 16 dla zapytania: authorDesc:"Józef Głowiński"

The simplified description of the kinetics of methane combustion in air near the stoichiometric point in terms of molar flux Uproszczony opis kinetyki spalania metanu w powietrzu w pobliżu punktu stechiometrycznego w odniesieniu do strumienia molo DOI:10.15199/62.2015.6.17


  The model of Warnatz mechanismus of the reaction and a com. computer program were used to simulate the combustion of MeH-air mixts. (MeH content 9.14-9.50% by vol.) to est. the parameters of the reaction kinetic equations. Przedstawiono uproszczony opis kinetyczny spalania metanu w powietrzu w pobliżu punktu stechiometrycznego po stronie mieszanek ubogich w paliwo. Bazując na wynikach symulacji spalania metanu, wyznaczono parametry proponowanych równań kinetycznych. Pomimo długiej historii rozwoju badań związanych z procesem spalania oraz szerokiego zakresu jego zastosowania, spalanie jest zjawiskiem wciąż słabo poznanym. W przyrodzie i otoczeniu człowieka spalanie często jest postrzegane jako proces niepożądany. Skutki ekologiczne oraz koszty ponoszone w związku z pożarami nieruchomości, lasów i pól uprawnych są znaczące, a ofiary wciąż liczne1, 2). Wiele kontrowersji wzbudzają również zanieczyszczenia i gazy cieplarniane emitowane do atmosfery, powstające w wyniku spalania, głównie nieodnawialnych paliw kopalnych3, 4). Z drugiej strony, spalanie biomasy, w tym biogazu i biopaliw płynnych oraz odpadów komunalnych, których nie można ponownie przetworzyć, jest szansą na ograniczenie udziału paliw kopalnych w globalnej energetyce oraz perspektywą racjonalnej gospodarki odpadami komunalnymi5).Intensywny rozwój technologii informacyjnej wraz z metodami numerycznymi rozwiązywania problemów matematycznych stworzył narzędzia mogące w sposób szczegółowy symulować bardzo złożone procesy. Jednym z takich procesów jest niewątpliwie spalanie, traktowane jako ogół zjawisk fizycznych i chemicznych wzajemnie się warunkujących6). Symulacja procesu spalania powinna uwzględniać w modelu matematycznym oprócz kinetyki chemicznej, także zjawiska fizyczne, takie jak dynamika płynów, termodynamika substratów i produktów (w tym pośrednich), konwekcja, dyfuzja oraz termodyfuzja7, 8). Znanych jest wiele mechanizmów spalania wodoru i węglowodorów9- [...]

Rola tritlenku azotu w reakcji utleniania tlenku azotu(II) tlenem DOI:10.15199/62.2018.9.33


  Reakcja utleniania tlenku azotu(II) opisana równaniem (1): (1) jest od ponad 100 lat praktycznie realizowana prawie zawsze z równoczesną absorpcją produktów utleniania. Uznaje się ją za reakcję złożoną, choć półprodukt pośredni przemiany nie jest wskazany jednoznacznie. Kinetycznie jest to nieodwracalna reakcja trzeciego rzędu o nietypowej zależności temperaturowej zastępczej stałej szybkości, co potwierdzono wielokrotnie1, 2). W pomiarach wykonanych w szerokim zakresie temperatury, Olbregts wyznaczył stałą szybkości w postaci sumy 2 członów, z których jeden z dodatnią energią aktywacji dominuje w wysokiej temperaturze a drugi w temperaturze niskiej3). Zależność ta została dostosowana do postaci jak w bazie danych kinetycznych NIST4). Reakcji (1) towarzyszą zawsze reakcje (2) i (3) tworzenia tlenków diazotu: (2) (3) Są to reakcje o szybkości znacznie większej od szybkości reakcji utleniania tlenku azotu(II) NO. W czasie zachodzenia reakcji (1) osiągają one stan równowagi. Wykorzystywane jest to m.in. w obliczeniach procesu absorpcji5). W pracy przeanalizowano przebieg reakcji (1)-(3) w warunkach bez wyprowadzania tlenków z fazy gazowej (układ bez absorpcji) oraz wówczas gdy reakcje te biegły i równocześnie miała miejsce absorpcja. Dla przejrzystości, zakładano w uproszczeniu, że fazę gazową opuszczały tylko tlenki diazotu, z szybkością proporcjonalną do ich stężenia: (4) (5) Rozważany model kinetyczny uwzględniał zatem trzy reakcje (1)-(3) w układzie bez absorpcji i dodatkowo dalsze dwie reakcje (4) i (5), w układzie z absorpcją. Dla tych ostatnich zakładano stałe k4 i k5 na różnym poziomie przy zachowaniu stałego stosunku k4/k5 równego 20. Stałe szybkości reakcji (1)-(3) pochodzą z bazy danych4) i wyrażone są w mol, dm3, s (6): ( ) ( ) 2 3(g) -2 2 g 2 g NO NO N O +  k k ( ) 2 4(g) 3 3 2 g 2NO N O  k- k ( ) 2 3(c) 4 2 3 g N O k N O ( ) 2 4(c) 5 2 4 g N O k N O 97/9(2018) 1555 Dr inż. R[...]

A simplified description of simulation of methane-air combustion with Chemkin PRO software Uproszczony opis symulacji spalania metanu w powietrzu prowadzonej w programie Chemkin PRO DOI:10.15199/62.2015.10.44


  Combustion of MeH/air mixts. was simulated for MeH concns. 7.6-9.5% by vol. to det. the change of mol. streams during reaction. A unidirectional flow of the reacting mixt. was examd. in the model. In addn. to convection, thermodiffusion and heat conduction were taken into account. Proportionality coeffs. were also calcd. from resp. equations. Pokazano możliwość dokładnego opisu symulacji spalania metanu w powietrzu za pomocą układu dwóch równań różniczkowych. Symulacja prowadzona była w programie Chemkin PRO przy uwzględnieniu pełnego mechanizmu reakcji GRI-Mech 3.0. W modelu rozważano jednokierunkowy przepływ mieszaniny reagującej. Obok konwekcji uwzględniona została dyfuzja (termodyfuzja) i przewodzenie ciepła. Chemkin PRO jest obecnie na rynku jednym z najbardziej profesjonalnych narzędzi do prowadzenia symulacji procesów spalania. Zaproponowany opis stanowi doskonałe uzupełnienie programu. Jednym z wyzwań, przed którymi staje dziś nowoczesna nauka, oprócz dokładnego poznania złożonych procesów, jest wskazanie dróg umożliwiających uproszczenie ich odwzorowania do celów zastosowań. Rozwój aparatury badawczej oraz innowacyjne technologie pozwalają na podejmowanie prób w miarę dokładnego, a zarazem możliwie prostego opisu zachodzących zjawisk. Koszty prowadzenia procesów oraz czas, który należy przeznaczyć na ich rozpoznanie, ilościowy opis, projektowanie i realizację są jednymi z najistotniejszych czynników wpływających na ich opłacalność. Warunkują one konieczność podejmowania prób poszukiwania uproszczonych opisów skomplikowanych procesów.Spalanie węglowodorów jest niezwykle złożonym procesem łańcuchowym. Na modele kinetyczne tego procesu składa się wiele reakcji elementarnych zachodzących z udziałem dużej liczby produktów pośrednich. Dla udo[...]

Reactions with increasing rate Reakcje o narastającej szybkości DOI:10.15199/62.2017.1.25


  In the reaction where the rate of reaction constantly increases or asymptotically attains a max. value, the rate of product formation was described as a power-law equation. The conversions of substrates were used as the independent variables. Szybkość tworzenia produktu w reakcji wyróżniającej się ciągłym wzrostem lub wzrostem asymptotycznie osiągającym maksimum szybkości opisano równaniem potęgowym r = Aαa(1 - α)b(1 - β)c, w którym zmiennymi niezależnymi są stopnie przereagowania substratów α i β. Znane są niezbyt liczne przykłady reakcji, których szybkość zwiększa się w miarę ich przebiegu. Najczęściej tylko na początku biegu reakcji, ale również w całym jej zakresie. Wymienić tu można reakcje autokatalityczne i reakcje rozkładu kończące się gwałtowną przemianą (wybuchem)1). W tej grupie są również reakcje następcze. Reakcję autokatalityczną S → P + R o mechanizmie (1) S 1 P + R k S + P 2 k 2P + R (1) analizowano w warunkach stężenia początkowego (S)0 = 2 mol/L oraz dla stałych szybkości k1 = 0,01 1/s i k2 = 1 L/mol/s. Z pełnego układu równań kinetycznych uzyskano m.in. krzywą opisującą szybkość r powstawania produktu P (rys. 1). Początkowo szybkość narasta powoli. Obserwuje się samoprzyspieszanie, osiągnięcie maksimum i stopniowe obniżanie szybkości. Poszukując analogii, analizowano reakcję o typowym w kinetyce chemicznej i często używanym w praktyce równaniu pierwszego rzędu. Równanie kinetyczne reakcji rozkładu z udziałem pojedynczego reagenta S → P ma z założenia postać prostej (2): r = A(1 - α) (2) Współczynnik A jest jednoznacznie związany ze stałą szybkości. Szybkość reakcji powstawania produktu P oczywiście maleje w miarę zachodzenia reakcji. Wzrost szybkości może być związany ze wzrostem temperatury mieszaniny reagującej, jeśli reakcja przebiega w warunkach adiabatycznych. Analizie poddano pierwszorzędową egzotermiczną reakcję rozkładu S → P. Na potrzeby [...]

Kinetics of a consecutive reaction. Part 1. Irreversible first-order reactions Kinetyka reakcji następczej. Cz. I. Nieodwracalne reakcje I rzędu DOI:10.15199/62.2017.3.22


  Rate of product formation in a consecutive reaction was evaluated for varying ratio of both rate consts. Equations for calculation of product concns. were developed. Szybkość tworzenia produktu w reakcji S → X → P oraz stężenie produktu opisano równaniem potęgowym zmiennej stopnia przereagowania. Pokazano jak parametry przyjętego równania wiążą się ze stałymi szybkości oraz stężeniem początkowym substratu. Reakcje następcze są wykorzystywane m.in. w analizie kinetycznej złożonych przemian chemicznych jako swego rodzaju reakcje modelowe. W szczególności rozpatrywane są przypadki szczególne tego układu dwóch reakcji, znane pod nazwami: przybliżenie rozdzielonych etapów oraz przybliżenie stanu stacjonarnego. Odpowiadają one granicznym (małym lub dużym) wartościom stosunku stałych szybkości reakcji rozkładu produktu przejściowego i reakcji jego tworzenia. Pośrednie wartości tego stosunku wykazują znane interesujące cechy omawianego układu reakcji. Cechy te uwidaczniają się najpełniej w opisie szybkości reakcji i stężenia w kształcie równania potęgowego (1): r = A αa (1 - α)b (1) w którym α jest stopniem przereagowania substratu S. W charakterze wprowadzenia rozważono przykład liczbowy, w którym przyjęto, że stężenie początkowe cS0 = 1, k1 = 1, a stała szybkości k2 jest zmienna (stężenie w mol/dm3, czas w s). Jeśli k2 = 0,01, to obowiązuje zależność (2): r = 0,01002 α1,00075 (1 - α)0,00717 (2) której obrazem graficznym jest krzywa przedstawiona na rys. 1. Jeśli k2 = 100, to równanie (1) przyjmuje postać (3): r = 1,0105 α0,0003 (1 - α)1,0002 (3) Krzywa zależności r od czasu jest pokazana na rys. 2. Wreszcie, jeśli k2 = 2, to równanie (1) przybierze postać (4): r = 2[...]

Kinetics of a consecutive reaction. Part 2. Reversible first order reactions Kinetyka reakcji następczej. Cz. II. Odwracalne reakcje I rzędu DOI:10.15199/62.2017.3.23


  Rate of product formation in a reversible consecutive reaction was evaluated for varying values of all reaction consts. (0.01-106). Equations for calculation of product concns. were developed. Szybkość tworzenia produktu w reakcjach z odwracalnym etapem tworzenia lub rozkładu produktu przejściowego opisano równaniem potęgowym zmiennej stopnia przereagowania substratu. Pokazano jak parametry przyjętego równania wiążą się ze stałymi szybkości obu reakcji oraz stężeniem początkowym substratu. W poprzedniej pracy1) zaprezentowano zastosowanie równania (1): r = A αa (1 - α)b (1) w którym α jest stopniem przereagowania substratu, do opisu szybkości reakcji następczej I rzędu ze stadiami nieodwracalnymi S → X → P. Wskazano znane i stosowane w kinetyce chemicznej przypadki skrajne: rozdzielonych stref reakcji składowych (mała wartość stosunku stałych szybkości k2/k1) oraz stacjonarnego stężenia produktu pośredniego X (duże wartości k2/k1). Przypadek umiarkowanych wartości k2/k1 był niezwykle interesujący m.in. z powodu postaci krzywej r(t) wykazującej nietypowy początkowy odcinek zwiększającej się szybkości, podobnie jak w reakcji uznawanej za autokatalityczną. Wykazano, że wykładniki potęgowe są stałe dla danego stosunku k2/k1. Stała proporcjonalności A równania (1) jest zależna zarówno od aktualnej wartości stałej szybkości k1 lub k2, jak i od stężenia substratu cS0 1). W reakcji następczej określanej schematem (2) lub (3): S    -1 1 k k X P 2  k (2) S 1 k X    -2 2 k k P (3) stężenie substratu dane jest wprost z wyrażenia na stopień przereagowania. Jest to oczywiście wyrażenie kształtu (1) z wykładnikami a = 0 i b = 1. Podobnie, stężenie produktu przejściowego X w reakcji z etapami nieodwracalnymi oraz w układzie z odwracalnym etapem tworzenia produktu przejściowego (schemat 2) jest opisane równaniem w postaci ilorazu szybkości powstawania produktu P (wielkość r) i stałe[...]

« Poprzednia strona  Strona 2