PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Thermodynamic Analysis of Simple Chemical Reactions

Autorzy
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Analiza termodynamiczna prostych reakcji chemicznych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Thermodynamic analysis of the simple homogeneous chemical reactions is presented using the exergy method. After the hitherto subject literature has been shortly discussed, the exergy balance for a chemical reaction was formulated and its particular parts described with emphasis on the changes of chemical exergy in a process. After this an appropriate rating quotient, the thermodynamic process effectivity, could be presented, which is built in the same manner as for other energy conversion processes, just like gas compression, expansion or heat transfer. Hence, the typical thermodynamic analysis could be widened onto basic combustion processes. A numerical example of the hydrogen nonequimolar combustion reaction has been calculated in detail.
PL
W artykule przedstawiono ogólną metodę obliczania ilorazu efektywności termodynamicznej prostych homogenicznych (w fazie gazowej) reakcji chemicznych spalania oraz konwersji metanu. Otrzymane wartości liczbowe tego ilorazu mogą być bezpośrednio porównywane z takimi ilorazami wyznaczonymi dla procesów innego typu, na przykład sprężania, rozprężania czy wymiany ciepła. Celem tego artykułu jest pokazanie szczegółów obliczeń numerycznych, a nie dyskusja wyznaczonych wartości liczbowych efektywności termodynamicznej. Obliczenia te, choć mogą wydawać się bardzo złożone, są łatwe do przeprowadzenia przy zastosowaniu nowoczesnych technologii obliczeniowych, np. kalkulatora programowanego czy arkusza kalkulacyjnego, np. MS Excela. Kolejnym problemem do rozwiązania jest taki sam algorytm obliczeń, jednakże dla prostych heterogenicznych procesów spalania i zgazowania oraz dla równoczesnych kilku reakcji chemicznych, to jest dla spalania względnie zgazowania paliw jako mieszanin.
Wydawca
Rocznik
Strony
115--134
Opis fizyczny
Bibliogr. 45 poz., rys.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, kozaczka@agh.edu.pl
Bibliografia
  • [1] Bock Hz Exergie und Gleichgewichtsreaktionen, [in:] Wicke E., Vortmeyer D., Chemie-Ingenieur-Technik, 31,1,1959,54-56
  • [2] Enbigh K.G.: The Second-Law Efficiency of Chemical Processes. Chemical Engineering Science, 6, 1, 1956, 1-9, +rus.: Denbig K.: Ocenka efektiwnosti chimičeskich processow po wtoromu načalu termodinamiki. [in:] Brodjanskij WM. (red.), Voprosy termodinamičeskogo analiza (ěkseigetičeskij metod), Moskva, Izd. „Mir" 1965,150-163
  • [3] Eisennann Wz Der Exergiebegriff bei chemischen Reaktionen und kerntechnischen Umwandlungen. Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 31,7,1979,298-302
  • [4] Fratzscher Wz Die Grundgleichung der Exergie und ihre Anwendung auf den Verbrennungsvorgang. Energietechnik, 11, 4, 1961, 163-166, +ref.: Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK),13,11,1961,504
  • [5] Fratzscher Wz Die Grundgleichung der Exergie und ihre Anwendung auf den Verbrennungsvorgang. Wissenschaftliche Zeitschrift der Technischen Hochschule Dresden, 10,2,1961, (M)-und (T)-Reihe, Nr 11,253-256, +refz Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 13,11,1961,504, +to: Elsner Nz Brennstoff-Wärme-Kraft 13,5,1961, 233
  • [6] Fratzscher W.: Exergetische Beurteilung technischer Verbrennungsreaktionen. Energietechnik, 12,4,1962, S. 153-161, +ref.: Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 15,1,1963,47
  • [7] Fratzscher W.: Berechnung der Exergie für chemische Prozesse. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, nr 564, Energetyka, z. 68,3-7,1978
  • [8] Fratzscher W., Brodjanskij Van., Michalek K.: Exergie - Theorie und Anwendung. Leipzig, VEB, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie 1986 (ISBN 3-342-00091-0)
  • [9] Fratzscher W., Schmidt D.: Zur Bestimmung der maximalen Arbeit von Verbrennungsreaktionen. Wissenschaftliche Zeitschrift der Technischen Hochschule Dresden, 10, 1, 1961, (E)- und (K)-Reihe, Nr 10, 183-191, +Autoref.: Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 13, 11, 1961,504-505
  • [10] Fratzscher W., Tetzlaff E: Exergy Calculation of Chemically Reacting Systems. Energy Systems and Ecology, Cracow (Poland) July 5-9 1993, Proceedings of the International Conference, vol. I, 237-244
  • [11] Grassmann P.: Die Darstellung thermodynamischer Prozesse durch das Flußbild der technischen Arbietsfähigkeit. Technische Mitteilungen Essen, 46, 10, 1953, 297-302, +Autoref.:Das Flußbild der technischen Arbeitsfähigkeit. Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 6, 2, 1954, 43, +ref.: Glasstechnische Berichte, 27,11,1954,473
  • [12] Knoche K.f., Richter H.: Verbesserung der Reversibilität von Verbrennungsprozessen. Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 20,5,1968,205-210
  • [13] Kobozev NJ.: Ob obratimosti v chemičeskoj termodinamike. Žumal Fizičeskoj Chimii,32,9,1958, 2208-2212
  • [14] Kozaczka J.: Thermodynamische Analyse und Beurteilung verfahrenstechnischer Prozesse, manuscript. Sektion Verfahrenstechnik (Wissenschaftsbereich Technische Thermodynamik und Energiewirtschaft, Leiter: W. Fratzscher), Merseburg, Technische Hochschule Leuna-Merseburg, 1981
  • [15] Kozaczka J.: Jednolita metoda analizy i oceny termodynamicznej procesów cieplnych z wykorzystaniem egzergii (The Uniform Analysis and Rating Method of Heat Processes Using the Exergy Concept). PhD Thesis, 11.11.1983, Kraków, Akademia Górniczo-Hutnicza 1983
  • [16] Kozaczka J.: Efektywność termodynamiczna procesu (Thermodynamic Effectivity of a Process). Zeszyty Naukowe AGH, nr 1238, Mechanika 7, 3-4,1988, 75-92
  • [17] Kozaczka J.: Analiza termodynamiczna (Thermodynamic Analysis). Kraków, Wyd. AGH 1988
  • [18] Kozaczka J.: Thermodynamic Effectivity of Mixing Processes. Zbomfk 24. konferende Slovenskej spoločnosti chemického inžinierstva, Častá-Papiemička 15.-19.06.1997 (Slovakia), 77-480
  • [19] Kozaczka J.: Thermodynamic Effectivity of Mixing Processes. Some Numerical Examples. Zbomfk 24. konferende Slovenskej spoločnosti chemického inžinierstva, Častá-Papiernička 15.-19.06.1997 (Slovakia), 481-484
  • [20] Kozaczka J.: The Exergy Concept Applied to Separation Processes. 44. Konference chemického a procesního inženýrství CHISA'97,13.-16.10.97, Smí, Šumava (Czech Republic), abstract-. Program/Sbomik, p. 106, full text-. CD-ROM CHISA'97 (ISBN 80-86059-23-5), Separační procesy a aparáty (C55)
  • [21] Kozaczka J.: Fundamental Equations for the Exergy Analysis And Rating of Combustion and Gasifying Processes as the Common Chemical Reactions. Metallurgy and Foundry Engineering, 23,4,1997,439-452
  • [22] Kozaczka J.: A Contribution to the Exergy Rating Of Chemical Reactions. 13th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'98, 23.-28. August 1998, Praha (Czech Republic), Česká společnost chemického inženýrství (Czech Sodety of Chemical Engineering), 610th Event of the European Federation of Chemical Engineering, abstract: Summaries 2: Reaction Engineering, p. 14, full text: CD-ROM CHISA'98 (for Unix, OS/2-Warp, MAC OS, Windows 3JC/95/98/NT), ISBN 80-86059-26-X, Paper No. B3.4, Ref. No.: 0521
  • [23] Kozaczka J.: Eine neue exergetische Beurteilungsmethode der chemischen Energiewandlung von Brennstoffen. Sborník přednášek z mezinárodní konference DNY PLAMENE '99 -Spalování a životní prostředí, ČVUT v Praze, Fakulta strojní, 8.-9.06.99 (FLAME DAYS '99 - Combustion and the Environment International Conference, June 8th and 9th 1999), ISBN 80-01-01990-X, Praha (Czech Republic), 150-157
  • [24] Kozaczka J.: Chemische Nutzarbeit, Nullexergie und die molare Standardexergie in den Analysen der technischen Thermodynamik. Kwart. AGH Mechanika, 19,3,2000,321-334
  • [25] Kozaczka J.: Exergetische Behandlung einfacher Verbrennungsreaktionen. VI. Mezinárodní konference: Spalování a životní prostředí - 2002 (International: Combustion And Environment - 2002), Vysoká škola bánská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU, Czech Republic), Fakulta strojni (Faculty of Mechanical Engineering), Katedra energetiky (Power Engineering Department), 5.-6.62002, Materiály konference, 71-75, ISBN 80-248-0112-4, Sborník CD-ROM (*.pdf), pp.5
  • [26] Künkler H.: Zur Berechnung der thermischen Reaktionen und der thermodynamischen Zustandsänderungen von Brenngasen in luftatmenden Strahlantrieben. Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 29,2,1977,66-73
  • [27] Kuznecov VA.: O kvaziravnovesnom osuščestvlenii chemičeskich reakcij. Teoretičeskie Osnovy Chimičeskoj Technologii (TOCHT), 20,1,1986,15-18
  • [28] Lejtes I.L., Sosna M.Ch., Semenov V.P.: Teorija i praktika chimičeskoj čnergotechnologii. Moskva, Izd. „Chimija" 1988
  • [29] Moebus W.: Exergetische Beurteilung chemischer Prozesse. Energieanwendung, 14,12,1965, 284-285
  • [30] Pines E., Wun KJ., Prins W.: Mechanochemical Energy Conversion. Journal of Chemical Education, 50,11,1973,753-756
  • [31] Rant Z.: Exergie, ein neues Wort für „technische Arbeitsfähigkeit’', Forschung in Ingenieur-Wesen, 22, 1,1956, 36-37, +rus.: Rant Z.: Eksergija - novyj termin dla oboznačenija „techničeskoj rabotosposobnosti“. [in:] Brodjanskij VM. (red.), Voprosy termodynamičeskogo analiza (ěksergetičeskoj metod), Moskva, Izd. „Miř" 1965,11-14
  • [32] Rant Z.: Termodinamickč hodnocení chemických procesů. Energetika, 19,10,1969,417-421
  • [33] Rant Z.: Thermodynamische Bewertung chemischer Prozesse. Chemie-Ingenieur-Technik, 41, 16,1969,891-898
  • [34] Reichel W.-CH.: Möglichkeiten zur Verbesserung der theoretisch-rechnerischen Erfassung technischer Verbrennungsvorgänge für feste Brennstoffe. Energietechnik, 23,6,1973,254-258
  • [35] Riekert L.: The Efficiency of Energy-Utilization in Chemical Processes. Chemical Engineering Science, 29,7,1974,1613-1620
  • [36] Riekert L.: Energieumwandlung durch chemische Verfahren. Chemie-Ingenieur-Technik, 47, 2,1975,48-51
  • [37] Riekert L.: Wirkungsgrad chemischer Prozesse. VDI-Berichte, Nr 277,1977,167-175
  • [38] Riekert L.: Energieumwandlung in chemischen Verfahren, Berichte der Bunsengesellschaft für Physikalische Chemie, 84,10,1980,964-973
  • [39] Rotstein E.: Exergy Change of Reaction, Reference States and Calculation from Datum Materials. Chemical Engineering Science, 39,3,1984,413-418
  • [40] Rycarev MA.: Issledovanie robotosposobnosti termodinamičeskoj sistemy s bvumja sosudami Vant-Goffa. Izvestija vuzov SSSR Energetika, 18,9,1975,138-142
  • [41] Semenov V.P., Sosna M.CH., Goldina O.B.: Postadijnyj ěksergetičeskij analiz agregata proizvodstva ammiaka bolšoj moščnosti. Teoretičeskie Osnovy Chimičeskoj Technologii (TOCHT), 13,4,1979,600-603
  • [42] Semenov V.P., Sosna M.CH., Leites I.L.: Primenenie éksergetičeskogo metoda dla analiza proizvodstva amiiaka. Teoretičeskie Osnovy Chimičeskoj Technologii (TOCHT), 11, 2,
  • 1977, 276-282
  • [43] Silbiger JJ Die exergetische Betrachtung der Verbrennung und Vergasung von Kohlenstoff. Allgemeine Wärmetechnik 10,1,1961,1-4, +refBrennstoff-Wärme-Kraft (BWK), 13,11, 1961,505
  • [44] Stepanov VS.: Analiz ěksergetičeskogo soveršenstva technologičeskich processov (metody issledovanija urovnja inergoispolzovanija i rezervov ikonomii inergoresursov). Novosibirsk, Izd. „Nauka" Sibirskoe Otdelenie 1984
  • [45] Watson I.d., Williamson A.G.: The Concept of the Generalized Thermodynamics Engine Applied to Chemical and Biochemical Processes. Journal of Chemical Education, 56, 11, 1979, 723-726
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BUJ4-0002-0022
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.