![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Критическим условиям самовозгорания твердых дисперсных материалов методом касательных ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
Склонность к самовозгоранию является свойством вещества, проявляющимся в способности загораться при отсутствии внешнего источника зажигания за счет внутренних экзотермических реакций. Современные методы определения склонности веществ к самовозгоранию основаны на анализе кривых температура – время или критических условий самовозгорания. Наибольшее распространение получили термографические методы. Критические условия при тепловом самовозгорании и самовоспламенении можно записать предельным равенством адиабатической скорости самонагревания (
Равенство (8) справедливо для образцов с различными темпами охлаждения. Поэтому, определив критические температуры самовозгорания нескольких образцов (не менее 4-5), при известных их темпах охлаждения методом касательных можно определить кинетические параметры Е и С, методика определения которых состоит в следующем. Экспериментально определяют несколько (не менее 4-5) критических температур самовозгорания Т0, i образцов (навесок) с различными темпами охлаждения П0 i. Численное значение критических температур Т0, i откладывают на горизонтальной оси (оси температур). Из точек, соответствующих критическим температурам (Т0, i) проводят прямые охлаждения под углами к оси иксов (Т), с тангенсами, равными темпам охлаждения (П0). Затем проводят огибающую кривую таким образом, чтобы она по возможности касалась всех графиков охлаждения. Согласно теории теплового самовозгорания эта кривая является графиком искомой функции Р+(Т), описывающей температурную зависимость адиабатической скорости самонагревания. При тепловом механизме самовозгорания эта зависимость описывается экспонентой Аррениуса Кинетические параметры Е и С, входящие в это уравнение, определяют следующим образом. Значение координат точек касания графиков самонагревания Р+(Т) с графиком охлаждения Р = П0·∆ Т заносят в таблицу. По этим точкам в координатах: обратная температура (ось Х) – натуральный логарифм адиабатической скорости самонагревания (ось У) строят прямую
С помощью построенного графика энергию активации Е рассчитывают по формуле:
Затем значение Е подставляют в (9) и вычисляют lnC. Порядок расчета Е и С методом касательных рассмотрен ниже на конкретном примере.
УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ №2
Определить кинетические параметры энергии активации (Е) и предэкспоненциального множителя (С) в уравнении Аррениуса по критическим условиям самовозгорания твердых дисперсных материалов методом касательных. Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 2.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Таблица 2.1
Примечание: Построение графиков производится на миллиметровой бумаге, которая вклеивается в тетрадь
КОНТРОЛЬНЫЙ ПРИМЕР
Для того, чтобы построить график адиабатической скорости самонагревания в координатах Р-, Т0, i (как показано на рис. 2.1), необходимо взять из индивидуального задания (таблица 2.1) значения критических температур самонагревания (Т0, i, К) и отложить на горизонтальной оси Т0, i все пять точек. Масштаб горизонтальной оси принять таким образом, чтобы от последнего пятого значения температуры самовозгорания вправо оставалось 1/3 тетрадного листа (рис. 2.1).
Например: Вариант n
Рис. 2.1.
Чтобы провести прямые охлаждения, необходимо проделать следующее графические и арифметические действия: - взять ∆ Т (произвольно, любое целое число); - отложить на оси Т0, i значение (Т0, i +∆ Т); - восстановить из полученных точек перпендикуляры к оси Т0, i; - найти произведения - отложить вертикально вверх на соответствующих перпендикулярных прямых полученные значения Р- i. Принимаем ∆ Т =20 0С и отложим на оси Т0, i значения Т0, i +∆ Т (рис. 2.2).
Рис 2.2
Находим произведения П0j·∆ Т: первая точка: вторая точка: третья точка: четвертая точка: пятая точка:
Откладываем вверх по вертикали полученные значения, причем масштаб по вертикальной оси выбирается таким образом, чтобы от последнего полученного значения (Р-5 =38, 0) оставалось 1/2 тетрадного листа (рис 2.2). Через две точки строим прямые охлаждения по уравнению Рис 2.3
После этого строим кривую температурной зависимости адиабатической скорости самонагревания Эта кривая должна проходить таким образом, чтобы она касалась прямых охлаждения только в одной точке и не пересекала этих прямых (рис 2.4). Кривая адиабатической скорости самонагревания строится следующим образом. На прямых охлаждения (1, 2, 3, 4 и 5) определяем при помощи лекала возможные точки касания экспоненты и намечаем их координаты. Так для прямой охлаждения 1 экспонента коснется в точке Р+, 1=16, 9, Т0, 1=387; для прямой 2 – Р+, 2 =31, Т0, 2=408; для прямой 3 – Р+, 3 =49, 6, Т0, 3=428; для прямой 4 – Р+, 4 =66, 2, Т0, 4=443; для прямой 5 – Р+, 5 =88, 0, Т0, 5=455. Рис 2.4 График температурной зависимости адиабатической скорости самонагревания.
Через эти точки проводим по лекалу касательную, получаемую в виде экспоненты, которая описывается зависимостью (8). Координаты получаемых точек касания кривой адиабатической скорости самонагревания с прямыми охлаждения заносим в таблицу 2.2. Таблица 2.2
Путем вычислений заполняем оставшиеся две графы таблицы 2.2 по нижеприведенным соотношениям: 1.
2.
Результаты вычислений заносим в последние две графы таблицы 2.3. Таблица 2.3
По данным последних двух колонок (табл. 2.3) строим график в координатах ln(Р+), 103/Т, К, как показано на рис. 3.5. Рис. 2.5
По полученным на графике (рис. 2.5) точкам строим прямую. Затем на этой прямой выбираем две характерные точки (любые) и координаты этих точек подставляем в следующие соотношения: откуда находим С:
Рис. 3.6 График адиабатической скорости самонагревания в координатах Аррениуса.
ВЫВОД ПО РАБОТЕ:.................................... Удельная поверхность геометрических фигур
|