Необратимого преобразования

1. Необратимое разложение NO2 в газовой фазе

В работе Викстрома и Ноуба [240] необратимое разложение NO2 изучено в динамических условиях в диапазоне температур 577—893 СК на катализаторах СиО — А12О3 (1:1), СеО2 — А12О3 (1:1) и А12О3. Характеристики этих катализаторов представлены в табл. 2.1. Контроль реакции осуществлялся спектрофотометрически, путем одновременного измерения концентраций NO и NO2 в смеси, выходящей из реакционной зоны. Начальная концентрация NO2 изменялась в пределах 720 — 2200 частей на миллион. В качестве разбавителя использова-

В соответствии с механизмом (2.22), (2.23) необратимое разложение NO2 протекает через образование окиси азота.

уравнения нулевого порядка. В пользу такого предположения говорят данные Лоусона [241], который, исследуя необратимое разложение NO2 в условиях, близких к условиям [240], установил, что данный процесс является реакцией первого порядка с эффективной энергией активации, равной 28,8 ккал/моль.

5. Необратимое разложение N2O4 в контуре АЭС

Необратимое разложение Л^Од в контуре АЭС может быть обусловлено как радиационными, так и чисто термическими процессами. Исследованию радиационного разложения N2O4 как теплоносителя и рабочего тела АЭС посвящен ряд работ [290—292]. Установлено, что в области температур Г^800°К и давлений Р^170 атм радиационная стойкость N2O4 достаточно высока. Менее изучена термическая стабильность реагирующей системы N2O44=±2NO2^2NO + O2. Необратимое разложение этой системы может быть вызвано разложением N2O4, NO2 и NO. В параграфах Г—4 данной главы показано, что разложение окислов азота NO и NO2 с образованием таких конечных продуктов, как N2 и О2, возможно уже при температурах порядка 600 °К- Процессы необратимого разложения. NO и N02 протекают в газовой фазе, на стенках реакционных сосудов и на поверхности различных металлических и окисных катализаторов. Вклады различных процессов в суммарную скорость разложения NO и NO2 зависят от температуры, давления, состава реакционной смеси, природы стенок реакционного сосуда, наличия катализатора и других факторов. Так, по данным Лоусона [241], необратимое разложение NO и N02 в области температур Г^400 °К катализируется парами воды. Не исключена возможность и того, что молекулы N2O4 также могут участвовать в ряде гомогенных и гетерогенных процессов, приводящих к образованию азота и избыточного кислорода. Из сказанного выше следует, что при расчете необратимого разложения реагирующего теплоносителя N2O4=p±2NO2*±2NO + O2 необходимо учитывать влияние стенок каналов АЭС, паров воды и примесей других веществ. Эта задача в настоящее время не может быть решена, так как отсутствуют необходимые кинетические данные и, в частности, данные по кинетике гетерогенного разложения N2O4, NO2 и NO на поверхности каналов из нержавеющей стали марки Х18Н10Т. Сталь марки Х18Н10Т, как известно [293—295], является одним из возможных конструкционных материалов АЭС с N2O4 в качестве теплоносителя и рабочего тела. Отсутствует также даже качественная информация относительно необратимого разложения NO2 в газовой фазе. В настоя-

Расчеты по этому уравнению показывают, что необратимое разложение N2O4, обусловленное реакцией 2NO->N2O + O, в трубопроводе АЭС ВБРГД с максимальной температурой газа на выходе из активной зоны

Вклад реакции (2.38) в необратимое разложение теплоносителя существенно повышается в области температур Г>800°К. Оценки по выражению (2.81) дают для скорости разложения N2O4 в трубопроводе АЭС, аналогичном трубопроводу АЭС ВБРГД, при температурах газа на выходе из активной зоны реактора Г = 900 и 1000°К соответственно AGN,O, =0,43-1Q-1 кг/сек (1,36--103 т/год) и AGNjo4 =1,78 кг/сек (5,62-104 т/год). На основании приведенных данных можно заключить, что протекание только реакции (2.38) ограничивает использование N2O4. в качестве теплоносителя и рабочего тела АЭС областью температур

Исследование термической стабильности четырехоки-си азота (см. параграф 5 гл. II) показало, что необратимое разложение ограничивает использование N2O4 в качестве теплоносителя и рабочего тела АЭС областью температур Т^.900 °К. Максимальное давление цикла АЭС с N2O4 может быть выбрано в области давлений Р^200 атм [405]. При температуре Г=900°К и давлении Р = 200 атм, как следует из данных работ [393, 394], время релаксации т реакции (4.1) имеет величину порядка 10~4 сек. В этой области параметров устойчивое вычисление при использовании метода Рунге — Кутта будет достигаться при шаге A^lCr4 сек. С понижением температуры и давления значение т повышается. Так, например, при 7"=500°К и Р=\ атм время релаксации процесса (4.1) составляет около 102 сек. Аналогичным образом возрастает и шаг интегрирования.

1. Необратимое разложение NO2 в газовой фазе 78

5. Необратимое разложение N204 в контуре АЭС ИЗ

массы пламенем горелки не допускается, так как о? высокой температуры происходит необратимое разложение пластмассы. Нагрев воздуха допускается для винипласта до 220—240 °С, поливинилхлорида — до 160—200 °С,

Выражение (2.55) определяет активную мощность двухполюсника и источника, которая зависит от действующих значений напряжения и тока, а также от cosip — коэффициента мощности. Отметим, что активная мощность пассивного двухполюсника всегда положительна и не зависит от знака угла (р (напомним, что \
Рассмотпим сначала приемники энергии, схемы замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью Р [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q, [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью <2„

Активная мощность двигателя PI определяет среднюю мощность необратимого преобразования в двигателе электрической энергии, получаемой из трехфазной сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии, а реактивная мощность <2i - максимальную мощность обмена энергией между источником и магнитным полем двигателя.

Как известно из курса физики, при движении замкнутого проводящего контура относительно магнитного поля возникает механическая сила (момент), препятствующая этому движению. Тормозящая сила создается в результате взаимодействия магнитного поля и индуктированного в контуре тока. Следовательно, при Л4п.Дв > 0 в статорной обмотке синхронного генератора должен возникнуть ток, активная составляющая которого пропорциональна скорости преобразования механической энергии в электрическую. Скорость необратимого преобразования энергии в электрической цепи характеризуется активной мощностью. Следовательно, регулируя момент первичного двигателя, можно изменять активную мощность синхронного генератора. Более подробно этот вопрос рассмотрен в § 20.11.

Выражение (2.55) определяет активную мощность двухполюсника и источника, которая зависит от действующих значений напряжения и тока, а также от costp - коэффициента мощности. Отметим, что активная мощность пассивного двухполюсника всегда положительна и не зависит от знака угла у (напомним, что <^ <ет/2). Она определяет энергетический режим пассивного двухполюсника в целом, т. е. среднюю скорость необратимого преобразования энергии во всех резистив-ных элементах пассивного двухполюсника.

Рассмотпим сначала приемники энергии, схемы- замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью РГ [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q, [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью Qc

Активная мощность двигателя Pt определяет среднюю мощность необратимого преобразования в двигателе электрической энергии, получаемой из трехфазной сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии, а реактивная мощность d — максимальную мощность обмена энергией между источником и магнитным полем двигателя.

Выражение (2.55) определяет активную мощность двухполюсника и источника, которая зависит от действующих значений напряжения и тока, а также от cos<,p — коэффициента мощности. Отметим, что активная мощность пассивного двухполюсника всегда положительна и не зависит от знака угла у (напомним, что \if\ < я/2). Она определяет энергетический режим пассивного двухполюсника в целом, т. е. среднюю скорость необратимого преобразования энергии во всех резистив-ных элементах пассивного двухполюсника.

Рассмотлим сначала приемники энергии, схемы замещения которых содержат резистивные, индуктивные и емкостные элементы. Энергетические процессы в резистивных, индуктивных и емкостных элементах различны по физической природе. В резистивных элементах происходит необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Средняя скорость необратимого процесса преобразования энергии в резистивном элементе определяется активной мощностью РГ [см. (2.50)]. В индуктивных и емкостных элементах происходит периодическое аккумулирование энергии в магнитных и электрических полях, а затем энергия возвращается во внешнюю относительно этих элементов часть цепи. В таких элементах нет необратимого преобразования электрической энергии в другие виды, т. е. активная мощность Р равна нулю. Электрические процессы в индуктивном и емкостном элементах определяются реактивной индуктивной мощностью Q. [см. (2.52)] и реактивной емкостной мощностью ?>„

Активная мощность двигателя PI определяет среднюю мощность необратимого преобразования в двигателе электрической энергии, получаемой из трехфазной сети, в механическую, тепловую и другие виды энергии, а реактивная мощность Qt — максимальную мощность обмена энергией между источником и магнитным полем двигателя.

как известно, характеризует скорость необратимого преобразования электрической энергии в тепловую (или механическую, химическую и т. д.). В течение всего периода рл остается положительной ( 9-19), 2 раза в течение периода достигая положительного максимума Яа.„ = 2t/a/ = 2/2г