化学平衡若干问题的判断

一、化学反应速率大小的判断 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.判断其大小的方法通常有:     

化学反应的△_rG_m与△rG_m~θ

用热力学方法对化学反应进行研究和计算,可以得到该化学反应在一定条件下进行的方向和限度的判据,即化学反应的等温方程或称范特荷甫方程△rG_m=△rG_m~θ RT1-nQ_a。式中△rG_m为化学反应的摩尔吉布斯函数变量。这两个物理量的改变量有何异同?如何理解它们的物理意义?反应系统的△rG_m与热力学第二定律的△G有什么区别?化学反应为什么用△rG_m作判据而不用△G等问题,教材之中涉及的内容不多,而这些问题     

飞船再入舱三维化学非平衡流数值模拟

对飞船再入舱高超声速化学非平衡三维流场进行数值模拟。控制方程为含化学反应源项的全Ｎａｖｉｅｒ－ Ｓｔｏｋｅｓ 方程组, 化学模型为高温空气的七组元模型, 其组元成分为Ｎ２ 、Ｏ２、ＮＯ、Ｎ、Ｏ、ＮＯ＋ 、ｅ－ 。差分格式采用张涵信院士提出的ＮＮＤ激波捕捉格式并用全耦合方法处理流动方程及化学反应方程, 对化学反应源项采用全隐式处理, 运用时间预处理技术以加快收敛。同时, 也对完全气体模型进行计算, 以分析真实气体效应。与实验数据对比, 说明本文结果是可信的。     

丙酮生产的火灾危险性和预防措施

针对丙酮生产的工艺特点,化学反应原理预测火灾的可能性及危害性,并提出防火措施.     

太阳能牙刷

据国外媒体报道,加拿大研究人员开发出一款新型牙刷,不需要牙膏,通过太阳能在口腔内形成化学反应达到     

全隐LU-SGS算法在高超声速热化学非平衡流刚性问题中的应用

在高超声速热化学非平衡流动计算中,当地气体能量松弛时间、化学反应特征时间与流动时间推进步长量级差异过大会带来严重数值刚性问题,且在高雷诺数条件下,壁面、拐角等强干扰区网格加密使得该问题加剧,导致初始最大CFL数极小,收敛速度缓慢.原始LU-SGS算法仅考虑化学反应源项和对流项的隐式处理,通过推导黏性项Jacobian矩...     

支板喷射超声速燃烧流场三维大涡模拟

利用火焰面模型和混合LES/RANS方法对某支板构型超燃冲压发动机进行模拟,讨论了化学反应对湍流流场的影响,并比较了3D和2D模拟的差别.结果表明,不考虑化学反应时剪切层中的大尺度结构控制着整个混合过程,且剪切层具有明显的三维特性;2D模拟能捕捉到涡的配对与合并现象,而3D模拟中涡的拉伸、扭曲及破碎特性更加显著;考虑化...     

一类化学反应动力系统的定性分析

研究一类描述多分子化学反应的数学模型应用微分方程定性理论,完整地解决了该系统极限环的存在性、不存在性和唯一性问题。     

一类三分子饱和反应动力系统的定性分析

研究化学反应中一类多分子一级饱和反应的数学模型应用微分方程定性理论,研究了该系统极限环的存在性、不存在性和唯一性问题。     

纳米材料的化学特性及应用研究进展

介绍了纳米材料的化学反应性、催化及光催化等化学特性,并概述也纳米材料在化学和军事领域等的应用。     

Fe~(3+)与S~(2-)反应的研究

Fe3+ 与S2 - 反应是一个典型的竞争反应 ,反应的生成物与反应条件有着非常密切的关系。通过理论研究和实验验证 ,确认在酸性介质中反应的生成物为Fe3+ 和单质S↓ ;在碱性介质中反应的生成物为黑色Fe2 S3↓。     

对Reimer-Tiemann反应的改进

传统的Reimer-Tiemann反应产率不高(一般低于35%).通过改进反应条件,控制反应过程,使产率提高到60%,并对反应中的有关问题进行了讨论.     

气体化学反应速率的 DSMC 方法

为预报化学反应过程,应用ＤＳＭＣ方法研究了双原子分子的离解反应,讨论了高温情况下（Ｔ～Ｅａ／ｋ）采用由实验测定得到的反应速率与气体温度间Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ经验关系式的可靠性问题,分析了振动热非平衡效应对于离解反应速率的影响,给出了由ＤＳＭＣ方法得到的离解反应速率与气体温度的关系曲线。     

基于动力学和扩散分段控制的Mg/H2O反应模型及数值分析

为了数值研究宽广温度范围内Mg/H2O的反应特性,分别建立了考虑部分MgO在液滴表面凝聚的Mg/H2O扩散燃烧模型和基于Arrhenius公式的Mg/H2O反应动力学模型.数值研究了Mg/H2O反应速率在扩散控制和化学动力学控制下随反应条件变化的规律.研究结果表明,Mg液滴扩散燃烧时间计算结果与文献值相符;提高温度和水...     

制氢过程中一氧化碳氧化反应速率控制的平滑切换方法

铂族金属催化剂CO氧化过程呈现较为复杂的本质非线性属性,如反应速率突变、双稳定性和迟滞,这些本质非线性属性取决于化学反应内在的稳定性和自组织机制,所产生的一个外在结果是CO氧化反应速率与控制参数之间呈现出路径依赖的输入输出关系。对这类系统采用传统的线性控制方法具有固有的不稳定机制,可以导致化学反应速率的震荡以及控制系统的失稳;而采用常规非线性切换控制则面临在切换初始时刻所具有的大干扰问题,较大地影响控制系统的动态性能甚至稳定性。针对研究所面临的这种大干扰问题,提出基于积分初值重置的平滑切换控制方法予以解决。结果表明,所提出的方法能够从原理上解决CO氧化反应控制过程的平滑切换问题,较好地提高控制系统的动态性能。     

磷碳键的构建

含有磷碳键的有机磷化合物广泛应用于农药、医药、塑料添加剂等领域,构建磷碳键是有机磷化学研究的基本问题之一．概要的评述了Michaelis-Arbuzov反应、Becker反应、过渡金属催化反应和含磷氢键化合物对不饱和烯炔的加成等几种形成磷碳键的化学反应．     

Effect of particle gradation of aluminum on the explosion field pressure and temperature of RDX-based explosives in vacuum and air atmosphere

To optimize the energy output and improve the energy utilization efficiency of an aluminized explosive, an explosion device was developed and used to investigate the detonation pressure and temperature of R1 (Al6) aluminum powder and the aluminum powder particle gradation of R2 (Al6+Al13), R3 (Al6+Al24) and R4 (Al6+Al flake) in a confined space. By using gas chromatography, quantitative analysis and calculations were carried out to analyze the gaseous detonation products. Finally, the reaction ratios of the aluminum powder and the explosion reaction equations were calculated. The results show that in a confined space, the quasi-static pressures and equilibrium temperature of the aluminum powder in air are higher than in vacuum. In vacuum, the quasi-static pressures and equilibrium temperatures of the samples in descending order are R1>R3>R4>R2 and R3>R4>R1>R2, respectively. In air, the quasi-static pressures and equilibrium temperatures of the samples in descending order are R1>R2>R4>R3 and R1>R4>R2>R3, respectively. R4 (Al6+Al flake) and R3 (Al6+Al24) have relatively higher temperatures after detonation, which shows that the particle gradation method can enhance the reaction energy output of aluminum during the initial reaction stage of the explosion and increase the reaction ratio by 10.6% and 8.0%, respectively. In air, the reaction ratio of Al6 aluminum powder can reach as high as 78.16%, and the reaction ratio is slightly reduced after particle gradation. Finally, the reaction equations of the explosives in vacuum and in air were calculated by quantitative analysis of the explosion products, which provides a powerful basis for the study of RDX-based explosive reactions.     

Ti含量对Ti-B4C-C体系自蔓延高温合成的影响

以14Ti+3B4C+5C为基础反应体系,通过热力学分析及静态燃烧合成实验研究了钛含量对该体系SHS反应的绝热温度、反应速度和产物致密度的影响.研究表明,Ti含量适当增加,能够使反应速度加快、产物致密度提高.当Ti过量16%(摩尔分数)时,体系的绝热温度仍高达3 193K,反应速度最快,产物的致密度也较高.     

Effects of nano-sized aluminum on detonation characteristics and metal acceleration for RDX-based aluminized explosive

Nano-sized aluminum(Nano-Al)powders hold promise in enhancing the total energy of explosives and the metal acceleration ability at the same time.However,the near-detonation zone effects of reaction between Nano-Al with detonation products remain unclear.In this study,the overall reaction process of 170 nm Al with RDX explosive and its effect on detonation characteristics,detonation reaction zone,and the metal acceleration ability were comprehensively investigated through a variety of experiments such as the detonation velocity test,detonation pressure test,explosive/window interface velocity test and confined plate push test using high-resolution laser interferometry.Lithium fluoride(LiF),which has an inert behavior during the explosion,was used as a control to compare the contribution of the reaction of aluminum.A thermochemical approach that took into account the reactivity of aluminum and ensuing detonation products was adopted to calculate the additional energy release by afterburn.Combining the numerical simulations based on the calculated afterburn energy and experimental results,the param-eters in the detonation equation of state describing the Nano-Al reaction characteristics were calibrated.This study found that when the 170 nm Al content is from 0％to 15％,every 5％increase of aluminum resulted in about a 1.3％decrease in detonation velocity.Manganin pressure gauge measurement showed no significant enhancement in detonation pressure.The detonation reaction time and reaction zone length of RDX/Al/wax/80/15/5 explosive is 64 ns and 0.47 mm,which is respectively 14％and 8％higher than that of RDX/wax/95/5 explosive(57 ns and 0.39 mm).Explosive/window interface velocity curves show that 170 nm Al mainly reacted with the RDX detonation products after the detonation front.For the recording time of about 10 μs throughout the plate push test duration,the maximum plate velocity and plate acceleration time accelerated by RDX/Al/wax/80/15/5 explosive is 12％and 2.9 μs higher than that of RDX/LiF/wax/80/15/5,respectively,indicating that the aluminum reaction energy significantly increased the metal acceleration time and ability of the explosive.Numerical simulations with JWLM explosive equation of state show that when the detonation products expanded to 2 times the initial volume,over 80％of the aluminum had reacted,implying very high reactivity.These results are significant in attaining a clear understanding of the reaction mechanism of Nano-Al in the development of aluminized explosives.     

基于迭代学习观测器的卫星姿态滑模容错控制

为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并利用观测器的观测结果设计滑模控制器,使处于外部干扰条件下的卫星系统在执行机构发生故障的情况下可以快速稳定地完成姿态机动任务。进一步基于Lyapunov稳定性定理证明了迭代学习观测器及控制器的全局渐近稳定性。针对反作用飞轮存在不确定性及故障的情况下进行仿真,仿真结果表明,与同类容错控制方法相比,所提方法可以更加快速精确地对故障进行估计并完成姿态控制。