вводится поправка для констант скоростей реакций
k
ПК
a
=
17
,
2 1 +
Re
0
,
62
lg Π
Y
P
F
2
,
75
−
Na
k
a
,
где Re — критерий Рейнольдса для течения в пористом элементе; П —
коэффициент пористости материала;
P
— периметр омываемой по-
верхности катализатора в проходном сечении;
F
— площадь проход-
ного сечения;
Y
— критерий химической чистоты поверхности ка-
талитического блока. Для прямых реакций показатель
Na
= 1
, для
обратных
Na
=
−
1
.
Моделирование проведено для начальной температуры оксида азо-
та
Т
0
= 700
. . .
900
K при длинах каталитического блока
L
к
= 20
мм
и
L
к
= 40
мм. Рассмотрены режимы работы МГГ с расходонапряжен-
ностью потока в каталитическом блоке
q
=
m/F
к
= 15
. . .
60
кг/(с
∙
м
2
)
.
Здесь
m
— массовый расход рабочего тела;
F
к
— площадь проходного
сечения каталитического блока. Расчеты проведены для теплоизоли-
рованной КС без учета потерь теплоты в окружающую среду.
Показано, что разложение N
2
O протекает как в каталитическом
блоке, так и в КС. Для определения эффективности работы КСР вве-
ден следующий критерий относительной степени разложения N
2
O в
каталитическом блоке:
η
КСP
=
1
−
A
КСP
1
−
A
к
, где
А
КСР
— концентрация N
2
O
в потоке непосредственно после каталитического блока,
А
к
— концен-
трация N
2
O в конце КС.
Получено, что при
L
к
= 20
мм
η
КСР
= 0
,
3
. . .
0
,
5
(рис. 2). При
двукратном увеличении протяженности каталитического блока (
L
к
=
= 40
мм) эффективность работы КСР повышается и степень разложе-
ния окислителя достигает значений
η
КСР
= 0
,
6
. . .
0
,
9
.
Расчеты показали, что на форсированных режимах работы (с уве-
личенной расходонапряженностью) имеет место более высокая полно-
та разложения N
2
O. В частности, двукратное увеличение расходона-
пряженности позволяет повысить на 30. . . 40% полноту разложения.
Данный эффект объясняется ростом степени турбулизации потока и,
Рис. 2. Зависимость относительной
степени разложения N
2
O в катали-
тическом блоке от расходонапряжен-
ности:
1
—
L
к
= 20
мм,
2
—
L
к
= 40
мм
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 3 31
