Адіабатичного стиснення метод
Чи можуть вітаміни допомогти запобігти недоумству?
Вчені виявили у хлібі небезпечну добавку
ВООЗ: люди не повинні лікувати самі себе антибіотиками
АДІАБАТИЧНОГО стиску МЕТОД (метод імпульсного стиску), використовують для здійснення та дослідження хім. р-цій у газовій фазі при високих тисках і т-рах. Заснований на тому, що при стисканні газу в циліндрі поршнем, що вільно летить, зі швидкістю порядку 10-20 м/с теплопередача до стінок циліндра не встигає відбуватися, і газ адіабатично нагрівається. У разі ідеального газу тискрі т-раТзмінюються при цьому відповідно до ур-ня Пуассона: і де р0 і Г0 - початкові значення тиску і т-ри,-геом . ступінь стиснення, що визначається як відношення початкового обсягу, займаного газом, для його поточного значення, зв. показник адіабати.
При використанні А. с. м. може бути досягнуто таке поєднання тисків і т-р, якого не вдається отримати ін методами. Напр., для Хе, стиснення до 10 МПа описується ур-ням Пуассона краще, ніж стиск ін. газів, досягнуті тиску до 700 МПа і т-ри до 10 4 К. При р & gt; 10 МПа необхідно враховувати реальні св-ва газу, т.к. значенняріТ,досягаються при даному е, перевищують розраховані по ур-ниям Пуассона. І тут розрахунок адиабатич. стискування можливий чисельним інтегруванням ур-ня для внутр. енергії після підстановки в нього віріального ур-ня стану (при цьому необхідно враховувати температурні залежності теплоємності газу та віріальних коеф.).
Лаб. установка на дослідження газофазних р-ций (див. рис.) складається з циліндра1,своб. об'єм якого заповнюють сумішшю реагентів з газом-розріджувачем (зазвичай одно- або двоатомним; розведення необхідно для досягненнявисоких т-р, можливого лише при 1,25). Потім закривають клапан4,заповнюють ресивер3штовхаючим газом до тиску 1-10 МПа і відкривають клапан 5. Газ, що штовхає, розганяє поршень 2, що стискає суміш реагентів. У точці, що відповідає максимальному для даного досвіду значення поршень зупиняється і відкидається стиснутою в циліндрі газовою сумішшю. У цей момент відкривається клапан 6 і газ, що штовхає, виходить в атмосферу; цим забезпечується одноразовість циклу стиснення-розширення газової суміші. Щільність суміші при стисканні (соотв. Концентрації реагентів) зростає в ? разів, порівняно з її початковим значенням.
Принципова схема одноімпульсної установки для дослідження газофазних р-цій: /-циліндр; 2-поршень; 3-ресивер; 4-клапан для впуску реагентів та відбору проб; 5-замикаючий клапан; 6-інерційний клапан.
Експерим. дані представляють як залежності виходу продукту (ступеня перетворення) від макс. ступеня стиснення. Крім того, м. б. отримана залежність складу газової суміші від часу безпосередньо в циклі стиск - розширення. Бо хім. процес відбувається в умовах одночасної зміни т-ри, тиску та обсягу, для визначення кінетич. властивостей р-ції вирішують разом з допомогою ЕОМ ур-ния руху поршня, хім. кінетики і стану газу (наближені методи "ручного розрахунку" можливі лише в деяких простих випадках). Завдяки використанню А. с. м. досягається строга однорідність реакцій. простору за всіма параметрами, виключається вплив стінок реактора на процес і створюється можливість дослідження механізму мономолекулярних р-цій у умовах, коли константа швидкості залежить від тиску.
Технол. реактор, перспективний для великотоннажних виробів, відрізняється від лаб. установки. До поршня, що робитьенергія, що незагасають коливання, підводиться від попередньо компримованої суміші реагентів з газом-розріджувачем. Крім того, циліндр установки забезпечений впускним і випускним клапанами для заміни газу, що прореагував, свіжою сировиною. Для малотоннажних виробів розроблений реактор, що представляє собою пристрій з кривошипно-шатунним механізмом, що приводиться в рух електродвигуном; ступінь стиснення циліндрі реактора досягає 25-35 МПа (у компресорі 2-5).
Перспективність застосування А. с. м. у хім. технології обумовлена можливостями: а) суміщення в одному апараті нагрівача та реактора (при стисканні газової суміші), а також гартувального пристрою (при її розширенні); б) досягнення більшої, ніж під час використання ін. методів, продуктивності для одиницю реакц. обсягу; в) роботи при відносно низькій т-рі (