第7章冶金动力学基础-补充.ppt

气－固相反应的速率变化特征 1). 诱导期 2). 反应界面扩大期 3). 反应界面缩小期 从固体表面各活性点开始发展的区域反应区 7.5.3. 未反应核模型 ●定义：沿固体内部相界面附近区域发展的反应。 ●组成环节: (1)气体在气相内的扩散，主要是通过边界层的扩散 —外扩散； (2)气体在固相内的扩散（已还原层的扩散） — 内扩散； (3)界面化学反应； (4)气体产物在固体内向外扩散； (5)气体产物在气相内向外扩散。 2). 局部化学反应 区域化学反应示意图 7.5.3. 未反应核模型 界面化学反应速率： 产物层内扩散速率： （Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ） 3). 速率微分式 达到稳态时 限制环节是内扩散 限制环节是界面反应 7.5.3. 未反应核模型 固相反应物摩尔速率式： 7.5.3. 未反应核模型 4). 速率的积分式 界面反应是限制环节 内扩散是限制环节 7.5.3. 未反应核模型 以反应度R或穿透度f表示速率式 反应度R(转化率) ：矿球已反应了的百分数，R表示 。 穿透度f：矿球半径改变的分数 二者关系： 7.5.3. 未反应核模型 限制环节是界面反应 限制环节是内扩散 7.5.3. 未反应核模型 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 安徽工业大学 Anhui University of Technology 安徽工业大学 Anhui University of Technology 第七章 冶金反应动力学基础 本章内容 7.0、概述7.1、化学反应速度的表示方法7.2、确定限制性环节的方法7.3、有效边界层的概念7.4、多相反应动力学的基本特征及分类7.5、反应过程动力学方程的建立 7.0、概述 冶金动力学研究的内容： 探讨冶金反应的速率和机理 冶金反应的特点： 冶金反应多为高温多相反应，冶金过程常常伴有流体流动和传热传质现象发生。因此，冶金动力学研究必然有涉及动量传递、热量传递和质量传递等传输问题。 7.1. 化学反应速度的表示方法 化学反应速率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值表示。如反应 aA + bB = AB 其速率 (7-1) 其中：CA、CB、CAB表示反应物A、B和产物AB的浓度； JA、JB、JAB是以反应物A、B和产物AB表示的反应速度 反应物和产物表示的反应速度符号相反。 必须指出，若反应方程式中反应物和生成物的化学计量数不同，则以各物质浓度随时间变化所表示的反应速率也不同，它们间关系如下： (7-2) ①当参加反应的物质浓度以质量百分数表示时这时相应的反应速率为： (7-3) ②在均相反应中，参加反应的溶质A的浓度采用单位体积内A物质的量的变化表示时，有 (7-4) ③在流体和固体的反应中，以固体的单位质量W为基础，即用单位质量固体中所含物质A的量来表示浓度，则 (7-5) ④在两流体间进行的界面反应，如渣钢反应，或气固界面反应，以界面上单位面积S为基础，即用单位界面上所含的物质的量来表示浓度，则 (7-6) 7.1化学反应速度的不同表示方法 ⑤在气固反应中，有时也以固体物质的单位体积为基础来表示浓度，这时有