Тема 2. Физические основы горения.

2.1. Свойства газов.

Основное уравнение кинетической теории газов имеет вид:

, (2.1)

где: W_K – суммарная кинетическая энергия поступательного движеия n молекул газа, находящегося в объеме V;

m_i, _i – масса и скорость движения i-той молекулы.

Теплопроводность – процесс самопроизвольного выравнивания температур, возникающий в веществе при наличии градиента температур:

, (2.2)

где: dQ – количество теплоты переносимой за время dT через поверхность dS по направлению нормали Х к этой поверхности в сторону убывания температуры;

(dT/dх) – градиент температуры;

k – коэффициент теплопроводности, равный количеству теплоты, перенесенный через единицу поверхности за единицу времени при градиенте dT/dх=1.

Согласно кинетической теории газов:

, Дж/(смсекград) (2.3)

где: υ – средняя скорость теплового движения молекул;

 - средняя длина свободного пробега молекул;

 - плотность газа;

C_V – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме.

Диффузия – процесс установления внутри фаз какой-то системы равномерного распределения концентрации газа.

Фаза – совокупность всех гомогенных частей системы.

В двухкомпонентной системе явление диффузии описывается законом Фика:

, (2.4)

где: dM – масса первого компонента, которая переносится за время dt через площадь dS в направлении нормали Х к этой площадке в сторону убывания плотности первого компонента;

d/dx – градиент плотности;

D – коэффициент диффузии.

, см²/сек. (2.5)

Теплоемкость – количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества на один градус:

, Дж/К (2.6)

Газовые законы:

1. Закон Авогадро: Равные объемы газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул.

2. Закон Гей-Люссака: при P=const объем массы газа прямо пропорционален его абсолютной температуре:

, (2.8)

где: Т₀=273 К;

V₀ – объем газа при Т₀.

3. Закон Шарля: при V=const давление данной массы газа прямо пропорционально его абсолютной температуре:

, (2.9)

где: P₀ – давление при Т₀=273 К.

4. Уравнение состояния идеального газа для 1 моля газа:

, (2.10)

где: P, V_μ и T – давление, молекулярный объем и абсолютная температура газа.

5.Уравнение Менделеева-Клайперона для произвольной массы газа (М):

, (2.11)