5. Система уравнений химического равновесия и её решение

Система уравнений химического равновесия состоит в случае одной химической реакции из аппроксимации закона действующих масс в виде уравнения:

и уравнения баланса энтальпии в виде:

Эта система уравнений решается графоаналитическим способом.

где - изобарный тепловой эффект химической реакции, определяемый по формуле: .

5.1. определяются значения величины пробега химической реакции при T=2000;4000;5000

При T=2000К

Тогда:

При T=4000К

Тогда:

При T=5000К

Тогда:

5..2 Строится график зависимости , который при пересечении с прямой определяет максимальное значение температуры

=2767.7

моль

Для определения коэффициентов аппроксимации и используется аппроксимация константы равновесия, выраженной через парциальные давления:

Где

(константа равновесия химической реакции распада i-го вещества на газообразные атомы; определяется из таблиц индивидуальных веществ)

5.2 Определяются коэффициенты и определяются из решения системы из двух уравнений для двух значений температуры.

При температуре T=1000K

, , ,

203.413626

При температуре T=3000K

, , ,

58.069339

Коэффициент аппроксимации определяется по формуле:

5.3. Задаваясь рядом значений пробега химической реакции определяется значение функции :

16.584538

Подставляя в уравнение аппроксимации закона действующих масс полученные значения функции и коэффициентов и , определяется температура смеси газов при заданных значениях пробега химической реакции:

Строится график зависимости . Пересечение этой зависимости с зависимостью , полученной ранее, дает искомые:

=2767.422K

В увеличенном масштабе

что является решением системы уравнений химического равновесия в сечении 3-3 для случая протекания в камере сгорания ЖРД одной химической реакции.

Определяется погрешность определения пробега химической реакции

А=

Следовательно:

Реакция идет до конца

Определение состава реагентов в сечении 3-3 камеры сгорания ЖРД

1. Определение числа молей каждого из компонентов смеси

2. Определяется число молей смеси газов:

3. Определяются мольные доли смеси:

Проверка:

4. Определяются молярные массы компонентов смеси

, , , ,

5. Определяются массы компонентов смеси

6. Определяем массу смеси газов:

7. Определяются массовые доли смеси газов

7. Определение параметров в сечении 3-3

7.1. Определяется молярная масса смеси

7.2. Определяется объем смеси газов:

7.3 Определяется плотность смеси газов:

7.4 Определение удельной газовой постоянной смеси газов:

7.5 Определяются молярные энтальпии компонентов смеси:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

7.5.1. Определяется энтальпия смеси газов:

6. Определяются молярные энтропии компонентов смеси

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

1. Определяется энтропия смеси веществ

6. Определяется изобарная теплоемкость смеси газов:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

Интерполируя:

1. Определяется изобарная теплоемкость смеси газов:

6. По уравнению Маера определяется изохорная теплоемкость смеси газов

6. Определяется показатель адиабатного процесса

6. Определяется скорость звука: