Реакционной способностью

23. Михалевич А. А., Нестеренко В. Б. Теория расчета теплообменных аппаратов с химически реагирующим теплоносителем. Минск: Наука и техника, 1976.

6.50. Михалевич А. А., НестеренкоВ. Б. Теория расчета теплообменник аппаратов с химически реагирующим теплоносителем. Минск, «Наука и техника», 1976.

МГД-генераторах обусловливает значительное возрастание проводимости газа. В АЭС с реагирующим теплоносителем отклонение от состояния термохимического равновесия может вызвать недопустимый перегрев активной зоны ядерного реактора. Важной областью, связанной с неравновесными процессами, является также исследование процессов расширения газа при обтекании тел, движущихся с высокими скоростями на больших высотах. Можно привести и другие примеры течений, для которых имеет существенное значение учет кинетики релаксационных процессов.

Характерные для атомной техники повышенные требования к надежности и безопасности работы оборудования еще более ужесточаются для одноконтурных АЭС. Поэтому теплообменные аппараты таких АЭС необходимо рассчитывать с максимально возможной точностью, что может быть достигнуто только на основе методик, позволяющих определять локальные характеристики теплообмена и параметры потока и реализованных в виде программ на ЭВМ. Для химически реагирующего теплоносителя в методиках расчета необходимо учитывать также влияние кинетики химической реакции, «неидеальность» теплофизических свойств, наличие неконденсируемых, но рекомбинируемых газов в конденсаторе и т. д. Теория теплового и гидравлического расчета теплообмен-ных аппаратов с химически реагирующим теплоносителем изложена в работе [4.1]. Ниже приведены алгоритмы расчета теплообменников различного типа на основе этой теории.

Для регенераторов-испарителей с химически реагирующим теплоносителем N2O4 кризис теплообмена первого рода не представляет опасности, так как плотность тепловых потоков q поверхностей нагрева в испарителях в несколько раз меньше критических qvv.

Влиянием теплообмена излучением между стенкой и паром, а также между стенкой и каплями жидкости пренебрегаем, так как в работе [4.19] показано, что даже для воды его вклад в коэффициент теплоотдачи не превышает 4%. Уровень температур стенки в парогенерирую-щем канале с химически реагирующим теплоносителем N2O4 существенно ниже, чем для воды, следовательно, вклад излучения будет еще менее существенным.

нове рассмотренной выше методики были разработаны программы расчета регенератора-испарителя с химически реагирующим теплоносителем на ЭВМ «Минск-22» [4.14, 4.16]. Основная программа позволяет рассчитывать регенератор-испаритель как аппарат в целом, так и отдельные его элементы (экономайзер, испаритель, перегреватель) ; при этом параметры потока по горячей стороне можно определять как в приближении идеально газового состояния, так и с учетом «неидеальности» системы N2O4^±2NO2^t2NO+O2. Кроме того, в программе предусмотрена возможность учета потерь в окружающую среду. В качестве поверхности теплообмена программа позволяет рассчитывать гладкие трубы и трубы с наружным продольным оребрением. В последнем случае определяется приведенный коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве

Для проведения теплового и гидравлического расчета регенератора-испарителя с химически реагирующим теплоносителем N2C>4 с учетом кинетики химической реакции по горячей стороне необходимы следующие исходные данные: температура теплоносителя на выходе по холодной стороне Гх, вых; температура на входе по горячей и холодной сторонам Гг, Вх и ТКг вх; степени диссоциации теплоносителя N2C>4 на входе по горячей стороне «i, вх, «2, вх; давление теплоносителя на входе по горячей и холодной сторонам Рг> вх, РХ, вх; расходы теплоносителей по горячей и холодной сторонам Gr, Gx; геометрические характеристики теплообменного аппарата (количество труб, проходные сечения, диаметры труб и т. д.).

4.2. Распределение температур по длине регенератора-испарителя с химически реагирующим теплоносителем N264: / — экономайзер; //—испаритель; ///—перегреватель

На 4.3 изображены расчетные профили чисел Рей-нольдса, Нуссельта и коэффициентов теплоотдачи по длине гладкотрубного перегревателя. Из этих графиков видно, что все основные характеристики, влияющие на теплопередачу, существенно и нелинейно изменяются по длине теплообменника с химически реагирующим теплоносителем N2O4.

На 4.4 показаны профили коэффициентов теплоотдачи по длине испарителя и экономайзера, которые также нелинейно изменяются вдоль теплообменных аппаратов. В прямоточном испарителе ( 4.4, а) в месте граничного паросодержания Хгр наблюдается резкий скачок коэффициента теплоотдачи по холодной стороне, обусловленный переходом от одного механизма теплообмена к другому. При Х<Хгр в испарителе происходит кипение теплоносителя, а при Х^ХГ9 основной вклад в коэффициент теплоотдачи вносит конвективная составляющая газовой фазы. Кроме того, из 4.4, а можно проследить характерную взаимосвязь теплообмена по горячей и холодной сторонам в аппарате с химически реагирующим теплоносителем. В месте резкого скачка коэффициента теплоотдачи по холодной стороне наблюдается своеобразный перелом кривой коэффициента теплоотдачи по горячей стороне.

Кристаллический кремний при комнатных температурах обладает невысокой реакционной способностью; он весьма устойчив на воздухе, покрываясь тонкой пленкой диоксида кремния. Кремний

С 1973 г. по 1974 г. в г. Вестфилд была проведена другая серия экспериментов со специально импортированными из США углями в одном из газификаторов Лурги после проведения модификаций, согласованных с Британской газовой корпорацией, Американской ассоциацией предприятий газовой промышленности и фирмой «Лурги». Цель экспериментов — расширение области применения процесса Лурги для переработки не только качественных углей, которые слабо спекаются, имеют высокую точку плавления и обладают высокой реакционной способностью, подобной той, которая присуща западным углям США, но также и углей Среднего Запада, например, шт. Иллинойс, и Востока, например углей Пит-тсбурга (США). Такие угли считаются неподходящими для переработки с помощью процесса Лурги, но их месторождения расположены близко к основным рынкам США и, кроме того, широ-

марный и радикальные компоненты, которые обладают высокой реакционной способностью в том случае, если используются явные вычислительные методы, такие, как методы Эйлера, Милна, Рунге — Кутта.

При построении ТЭС ПП надо учитывать, ..что коксовый газ является высокосортным топливом с высокой реакционной способностью. В коксовом газе нуждаются и другие потребители, у которых он может дать большой энергетический и экономический эффект. Коксовый газ является также и ценным химическим сырьем. Коксовые батареи, как показала длительная практика, могут работать и на доменном газе, ресурсы которого на

При совместном сжигании доменного газа с другими топли-вами (наиболее частый случай), особенно с пылью углей с пониженной реакционной способностью, может резко возрасти механический недожог угля. Влияние снижения КПД можно учесть поправочным коэффициентом а, определяемым по формуле

3) растет химический недожог угля, особенно при углях с малой реакционной способностью;

Коксовый газ характеризуется высокой реакционной способностью, содержит 55—60% водорода и 24—30% метана и других углеводородов и почти не балластирован. Поэтому сброс его в котлы, работающие на угле, не вызывает трудностей, возникающих при сбросах доменного газа. Это позволяет почти полностью автоматизировать сбросы коксового газа в котлы как при кратковременных, так и длительных его избытках (аналогично свечам при доменном газе). Благодаря всему этому потери коксового газа на заводе обычно не превышают 0,5—1,0% его валового выхода.

Метод, основанный на термическом разложении механической смеси солей (сульфатов, нитратов, карбонатов, оксалатов и др.). По этому методу смесь солей или их кристаллогидратов сначала плавят, затем подвергают разложению. При расплавлении солей в кристаллизационной воде происходит их смешивание на молекулярном уровне. Оксиды, полученные в момент образования, обладают высокой степенью дефектности и повышенной реакционной способностью. Размер частиц составляет 0,01—0,1 мкм. Это обстоятельство позволяет вести синтез нужного соединения при пониженных температурах по сравнению с температурой синтеза из измельченных порошков соответствующих фаз. Этот метод применяют при синтезе, например, ферритов.

При получении стекловидных и керамических покрытий на подложке выделяются частицы оксидов (5 нм), обладающие высокой реакционной способностью. При дальнейшей термообработке (800° С) частицы спекаются в сплошной слой. Например, корундовую и циркониевую пленки из керамики получают из алкоголятов алюминия и циркония:

Содержание углерода в осажденных пленках определяется методом Оже-электронной спектроскопии (ОЭС) [33], с помощью электронно-зондового микроанализа (ЭЗМА) [36] или методом обратного резер-фордовского рассеяния (ОРР) [37]. В работе [33] показано, что между данными, полученными методами ОЭС и ЭЗМА, наблюдается хорошее согласие. На 4.2.1 показаны зависимости типичных Оже-спектров a-SiC : Н от продолжительности ионного травления образцов с помощью ионов Аг* . Такое травление поверхности образцов применяется обычно для уменьшения ошибки, связанной с адсорбированным кислородом. Из приведенных данных следует, что пик, отвечающий KLL-Оже переходу в атоме кислорода, исчезает после 3-мин ионного (Аг* ) травления. В этом случае отношение концентраций С и Si может быть определено по отношению интенсивностей Si (LVV) и С (KLL) пиков, если спектр кристаллического SiC использовать как эталонный. На 4.2.2 показана зависимость состава пленок, определенного методом ОЭС от состава газовых смесей на основе метана или этилена. Кривые 1, 2 существенно различаются. Это означает, что в пленках а-З'ц ~ХСХ : Н на основе этилена углерода гораздо больше, чем в пленках на основе метана. Наблюдаемое различие обусловлено разной реакционной способностью С2Н4 и СН4. С точ-

Содержание углерода в осажденных пленках определяется методом Оже-электронной спектроскопии (ОЭС) [33], с помощью электронно-зондового микроанализа (ЭЗМА) [36] или методом обратного резер-фордовского рассеяния (ОРР) [37]. В работе [33] показано, что между данными, полученными методами ОЭС и ЭЗМА, наблюдается хорошее согласие. На 4.2.1 показаны зависимости типичных Оже-спектров a-SiC : Н от продолжительности ионного травления образцов с помощью ионов Аг+ . Такое травление поверхности образцов применяется обычно для уменьшения ошибки, связанной с адсорбированным кислородом. Из приведенных данных следует, что пик, отвечающий KLL-Оже переходу в атоме кислорода, исчезает после 3-мин ионного (Аг+ ) травления. В этом случае отношение концентраций С и Si может быть определено по отношению интенсивностей Si (LVV) и С (KLL) пиков, если спектр кристаллического SiC использовать как эталонный. На 4.2.2 показана зависимость состава пленок, определенного методом ОЭС от состава газовых смесей на основе метана или этилена. Кривые 1, 2 существенно различаются. Это означает, что в пленках a-Sh ^ХСХ : Н на основе этилена углерода гораздо больше, чем в пленках на основе метана. Наблюдаемое различие обусловлено разной реакционной способностью С2Н4 и СН4. С точ-

Углеродистые восстановители должны быть малозольными, иметь невысокое содержание летучих, обладать высокой реакционной способностью, достаточной механической прочностью и высоким электрическим сопротивлением.