Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Диплом магистра.docx
Скачиваний:
13
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
1.01 Mб
Скачать

Термодинамические и кинетические данные реакций взаимодействия сплавов с водным раствором едкого натра (авг-45)

№ опыта

Тип сплава

Удельная энергия

Гиббса,

– ∆G, кДж/кг

Максимальная скорость

выделения водорода

Коэффициент

– L∙108,

м3/(м2∙с∙кДж)

W∙103,

м3/(кг∙с)

W∙105,

м3/(м2∙с)

1

ФСА 30 Мн1

13344,8

8,81

16,3

1,222

2

ФСА 30

13202,4

1,87

4,2

0,325

3

ФСА 15

14012,7

1,59

7,02

0,501

4

ФС 75 Ба1

10147,2

8,97

18,6

1,84

5

ФС 75 Ба4

10141,04

3,4

6,48

0,639

С повышением температуры коэффициент пропорциональности L между максимальной скоростью выделения водорода и удельным значением энергии Гиббса возрастает для сплава ФСА 30 Мн1 приблизительно в четыре раза, для ФС 75 Ба4 - в 1,7 раза, для ФС 75 Ба1 - в 2,4 раза, тогда как для ФСА 15 этот коэффициент изменяется слабо, а для ФСА 30 несколько снижается – см. табл. 1.7, 3.3. Отмеченная закономерность свидетельствует о разном характере отслоения образующегося гидроксидного слоя.

С ростом размеров аппаратов следует ожидать усиления неравномерности циркуляции потоков, что должно отразиться на интенсивности газовыделения. В данном случае следует представить коэффициент L в виде зависимости от критерия Re жидкости подъемного потока

L = k Ren, (3.2)

где k – коэффициент пропорциональности;

n – постоянная, характеризующая гидродинамический режим потока.

Значения критерия Re определяют по методу, разработанному для испарителей. Зависимости коэффициента L от числа Рейнольдса для кинетического реактора и баллонного газогенератора АВГ-45 представлены на рисунке 3.4. Характеристики реакторов приведены в таблице 3.4.

По данным ИПМаш получены зависимости для следующих сплавов:

ФСА 11 с 16,6 %-м NaOH

L* = 1,5 ∙ 10–5 Re–0,55; (3.3)

ФСА 25 с 10 %-м NaOH

L* = 0,153 ∙ 10–6 Re–0,17; (3.4)

ФС 75 с 15 %-м NaOH

L* = 4 ∙ 10–6 Re–0,48. (3.5)

Автором установлены зависимости для сплавов:

ФС 75 Ба1 с 13,3 %-м NaOH

L* = 0,39 ∙ 10–7 Re–0,38; (3.6)

ФСА 30 с 13,3 %-м NaOH

L* = 0,4 ∙ 10–6 Re–0,28; (3.7)

ФСА 30 Мн1 с 13,3 %-м NaOH

L* = 0,416 ∙ 10–6 Re–0,305. (3.8)

Уравнения (3.3) - (3.4) рассчитаны для условий t = 100 °C (373 К), P ≤ 0,1 МПа и справедливы в интервале 4∙104 < Re < 8∙105; (3.5) – при t = 227 °C (500 К), P ≤ 1 МПа и для чисел Рейнольдса 3∙105 < Re < 2∙105; (3.6), (3.8) – при t = 250 °C (523 К), P ≥ 1 МПа и для чисел Рейнольдса 12∙104 < Re < 17∙104; (3.7) – при t = 177 °C (450 К), P ≥ 1 МПа и для чисел Рейнольдса 17∙104 < Re < 19∙104.

Подтвержден факт снижения коэффициента L с ростом размеров аппарата для каждого типа реакции. Неравномерность циркуляции потоков усиливается с ростом плотности частиц сплавов. За счет пульсации давления сохраняют производительность реактора. Увеличение давления в реакторе сопровождается повышением температуры смеси. Во время резкого снижения давления жидкость вскипает, что вызывает интенсивное перемешивание фаз.

Термодинамические и кинетические данные реакций взаимодействия сплавов с водой и водным раствором едкого натра, проведенные в кинетическом реакторе, приведены в таблице 1.7.

Таблица 3.4