1. Расчёт констант равновессия

Приняв за единицу измерения 1 кг и соответственно 1 килограмм-молекулу (моль), получим:

С + ;

12кг С + 32 кг= 44кг;

V(

V(C

12кг С + 16 кг= 28 кг СО

12кг С + 44 кг= 56 кг СО;

12кг С + 18 кг = 28 кг СО + 2 кг;

12кг С + 36 кг = 44 кг С+ 4 кг;

V(

12кг С + 4кг = 16

V(

Следующие реакции протекают в газовом объёме и являются гомогенными, считаем по объёму.

При использовании для горения кислорода воздуха необходимо учесть, что воздух представляет смесь, состоящую по объёму приблизительно из 21% кислорода и 79% азота, то есть в воздухе содержится на 1 объём кислорода 79:21 = 3,76 объёма азота, или на 1 мольприходится 3,76 моля. Азот без изменения попадает в продукты горения. Поэтому баланс продуктов горения углерода в воздухе можно условно написать так:

С + + 3,76=+ 3,76;

1 моль С + 1 моль + 3,76 моль= 1 моль+ 3,76 моль.

;

1.1 Расчёт констант равновесия по стехеометрическим формулам:

1.2 Расчёт по методу Владимирова:

В общем случае для химической реакции bB+dD=gG+rR

и определяются по формулам:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Составим сравнительную таблицу для констант равновесия, рассчитанных по стехиометрическим формулам и по методу Владимирова:

Таблица 1. Константы равновесия

Реакции	По стехиометрическим формулам	По методу Владимирова
C+	0,73
C+0,5	0,05
C +	0,002	169
	0,48
	10,3
	4,8
2CO +	298,8
	4,85
	1
	1

Константа равновесия показывает во сколько раз скорость прямой реакции больше скорости обратной реакции при данной температуре и концентрациях веществ, которые вступают в реакцию. Из анализа данных, можно сделать вывод, что скорость прямой реакции c намного больше скорости обратной. В реакцияхконстанты равновесия равны единице, это значит, что скорости прямой и обратной реакции равны.

2. Определение времени выгорания частицы

2.1 Определение k₁

;

2.2 Определение k₂

;

2.3 Определение k₃

;

;

2.4 Определение

;

;

;

2.5 Определение k₄

, n = 3,5,

где - постоянная Стефана – Больцмана

;

2.6 Определение времени выгорания частицы по формуле:

, где

;

;

;

Дальнейший расчёт будем вести для , так как вторая частица ушла в механический унос.

3. Расчёт скорости витания частицы

Определим плотность газового потока:

плотность воздуха при н.у.

;

Находим критерий Кирпичева:

- кинематическая вязкость;

;

Определим критерий Шиллера:

Определение области движения частицы по формуле:

Re = 0,003 – область Стокса, т.е. чисто вязкого течения

С =

4. Определение области горения частицы

Рассчитываем коэффициент диффузии по зависимостям:

–коэффициент взаимной диффузии при н.у.,

- показатель степени;

;

;

;

;

Определим коэффициент диффузии в многокомпонентной смеси:

, ,-молярные доли компонентов в смеси

Найдем коэффициент массоотдачи по формуле:

Определим диффузионно-химический критерий:

–константа скорости i-ой реакции,

–является кинематической областью горения.

Оцениваем влияние реакции :

–негорящий пограничный слой.

Для скорости выгорания углерода в этих условиях:

=