Постановка задачи и порядок ее решения

При расчете параметров термодинамических систем, в которых протекают химические реакции, искомыми являются следующие величины:

Состав многофазной системы, который определяетсяколичеством веществ, составляющих термодинамическую систему n_i, моль, где i = 1, 2, 3, … кс; кс – общее число веществ в ТС и количеством веществ в фазах , моль где , kf – число фаз в ТС. При этом молярные доли веществ берутся по отношению к той фазе, в которой они находятся, т.е. где φ_(i) – номер фазы, в которой находится i -е вещество. Для многофазной термодинамической системы .

Давление и температура термодинамической системы, если они не заданы.

Величины, характеризующие интегральные свойства термодинамической системы, которые определяются по известному составу давлению и температуре для всей системы и для каждой из фаз. К интегральным свойствам относятся, например: энтальпия Н, внутренняя энергия U, энтропия S, плотность ρ, молярная масса , объем V для всей системы и для каждой из фаз.

Величины, характеризующие дифференциальные свойства системы и величины, определяемые по производным от состава для термодинамической системы в целом и для каждой из фаз. К дифференциальным свойствам относятся изобарная и изохорная теплоемкости C_p и C_v, скорость звука а, термические коэффициенты и другие величины.

Исходными данными для решения конкретной задачи являются:

а) два независимых параметра, которые задаются для простой, закрытой системы в зависимости от условий сопряжения ТС с окружающей средой, например:

- в простейшем случае – р и Т;

- для камер сгорания воздушно-реактивных и ракетных двигателей (ВРД или ЖРД) - р и Н;

- для течения в соплах – р и S;

- для камер сгорания поршневых двигателей и энергетических установок (при сгорании топлива с V =const) – U, V;

б) константы, характеризующие химический состав системы:

- содержание химических элементов в системе и их число (кх);

- список составляющих систему веществ, (кс);

- распределение веществ по фазам и число фаз кf;

в) термодинамические свойства индивидуальных веществ в зависимости от давления и температуры.

Порядок решения задачи:

1. определяется состав реагирующей смеси, давление и температура путем решения системы уравнений химического равновесия (СУХР);

2. рассчитываются интегральные свойства;

3. рассчитываются дифференциальные свойства и производные от состава.