概述32化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)33冶金反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-資料下載頁(yè)
2025-07-19 20:31本頁(yè)面
【正文】 為 C（ A） 34 整個(gè)過(guò)程由 串聯(lián)的三個(gè)步驟 構(gòu)成，每一步的速率表達(dá)式為： 鋼液中擴(kuò)散通量為 界面化學(xué)反應(yīng)速率為 熔渣中的擴(kuò)散通量為 35 一般情況下，高溫冶金過(guò)程的介面化學(xué)反應(yīng)速度很快， 可以認(rèn)為處于 平衡態(tài) ，界面濃度趨于 平衡濃度 ， 即有 因而 ， 界面化學(xué)反應(yīng)速率 可表示為 設(shè)過(guò)程處于 穩(wěn)態(tài)進(jìn)行之中 ， 即 M R S AJ J J J? ? ?36 消去無(wú)法直接測(cè)定的界面濃度 Ci（ A） 和 Ci[A]，并經(jīng)整理得 該式既為 鋼渣界面反應(yīng)總速率方程 。 即 37 Richardson在研究界面兩側(cè)流體運(yùn)動(dòng)的速度分布時(shí)，収現(xiàn)存在下述 關(guān)系： 式中： k k2質(zhì)系數(shù) ν ν2兩相的動(dòng)粘度系數(shù)； D D2兩相的擴(kuò)散系數(shù)。 正常情況下， 液態(tài)金屬中的元素?cái)U(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)大于渣中組元的擴(kuò)散系 數(shù)，金屬側(cè)的擴(kuò)散不會(huì)成為限制性環(huán)節(jié)。 液 — 液相反應(yīng)只有在 兩相接觸 時(shí)才能實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)，因而一相運(yùn)動(dòng)必 然要影響到另一相。所以?xún)上嗟膫髻|(zhì)系數(shù) kM和 kS是 相互關(guān)聯(lián) 的。 38 習(xí)題和 思考題 1. 冶金過(guò)程的動(dòng)力學(xué)一般有哪些基本環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)的影響因素又有哪些？ 2. 試述化學(xué)反應(yīng)等溫式，并說(shuō)明為何在冶金中廣泛使用表觀化學(xué)反應(yīng)級(jí)數(shù)、表觀反應(yīng)速度常數(shù)和表觀化學(xué)反應(yīng)活化能的概念。 3. 試述確定反應(yīng)限制性環(huán)節(jié)對(duì)動(dòng)力學(xué)研究的意義。 4. “冶金反應(yīng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題主要是傳質(zhì)問(wèn)題”，這個(gè)說(shuō)法對(duì)嗎？你怎樣理解？ 5. 鐵精礦球團(tuán)在 1123 K 用 CO 還原。通過(guò)減重法測(cè)得還原深度 R與還原時(shí)間 t 的關(guān)系如下表： 試判斷還原反應(yīng)的速率限制步驟。 t(min) 10 20 30 40 50 60 70 R(%) 12 23 32 40 46 52 59 39 6. 在 某一溫度下，實(shí)驗(yàn)一水溶液中沉淀過(guò)程的沉淀率 r與沉淀時(shí)間 t的 關(guān)系 如下： 試 求此沉淀過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程，并初步判斷其成核機(jī)理。 7. 使用 。鐵的浸出率 R 與浸出時(shí)間 t 的關(guān)系如下表所示。試判斷浸出反應(yīng)的速率限制步驟，并計(jì)算浸出反應(yīng)的活化能。 t(min) 10 20 30 40 50 60 70 r(%) 100 T， 176。 C t， min 20 30 40 50 60 70 80 95 100 105 110 118 40 8. 試 繪出完整的氣 / 固反應(yīng)模型示意圖（固相有一個(gè)產(chǎn)物層和一個(gè)未反應(yīng)核），說(shuō)明反應(yīng)包括哪幾個(gè)環(huán)節(jié)，寫(xiě)出各環(huán)節(jié)分別為速率限制步驟時(shí)的速率方程并分析之。 9. 液 相 A、 B之間發(fā)生反應(yīng)，在 A 相強(qiáng)烈攪拌的條件下， A 的傳質(zhì)速度足夠快而不成為速率限制步驟。試?yán)秒p膜理論模型推導(dǎo)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。（提示：反應(yīng)受界面化學(xué)反應(yīng)及 B 相的擴(kuò)散步驟控制，可設(shè)各相中的物質(zhì)濃度，用符號(hào)表示） 10. 某 片狀礦物呈現(xiàn)強(qiáng)烈的各向異性，在浸出時(shí)浸出反應(yīng)只在如圖的環(huán)面上進(jìn)行，而上下兩平面呈惰性。假定浸出反應(yīng)受化學(xué)反應(yīng)步驟控制，試導(dǎo)出浸出反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。 41 11. 液 /固反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)環(huán)節(jié)有哪些？如何改善反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件 ？ 12. 雙膜理論 的要點(diǎn)有哪些方面？試?yán)秒p膜理論分析鋼 /渣反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)影響因素，并提出改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件的措施。
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