Skip to main content
SpringerLink
Log in
Book cover

Grundlagen Verbrennungsmotoren pp 573–596Cite as

Reaktionskinetik

  • Chapter
  • First Online:

  • 9764 Accesses

Part of the book series: ATZ/MTZ-Fachbuch ((ATZMTZ))

Zusammenfassung

Eine chemische Reaktion zwischen den Edukten A a , A b , usw., die die Produkte A c , A d , usw. bildet, kann in der folgenden Form beschrieben werden

$$ \nu _{a}A_{a}+\nu _{b}A_{b}+\ldots \nu _{c}A_{c}+\nu _{d}A_{d}+\ldots $$
(22.1)

Dabei bezeichnen die ν i die sog. stöchiometrischen Koeffizienten der Reaktion. Da jede chemische Reaktion grundsätzlich sowohl vorwärts als auch rückwärts ablaufen kann, kann der Reaktionspfeil in (22.1) durch ein Gleichheitszeichen ersetzt werden. Dadurch erhält man die allgemeine Form der Reaktionsgleichung

$$ \sum\limits_{i}{{{\nu }_{i}}{{A}_{i}}=0}, $$
(22.2)

wobei die stöchiometrischen Koeffizienten konventionsgemäß für alle Edukte negativ und für alle Produkte positiv sind.

Jede chemische Reaktion strebt immer ihrem Gleichgewichtszustand entgegen, der unter der Voraussetzung erreicht wird, dass ausreichend Zeit zur Verfügung steht. Dieser Gleichgewichtszustand kann als eine Situation interpretiert werden, in der sowohl die Vorwärts‐ als auch die Rückwärtsreaktionen mit identischer Geschwindigkeit ablaufen. Dadurch wird die makroskopisch sichtbare Reaktionsrate Null und die Stoffzusammensetzung ändert sich nicht mehr. Diese Stoffzusammensetzung im Gleichgewichtszustand kann mithilfe der beiden Hauptsätze der Thermodynamik in Abhängigkeit der Randbedingungen Temperatur und Druck bestimmt werden. Dieses Vorgehen wird im Folgenden aufgezeigt.

This is a preview of subscription content, log in via an institution.

Chapter
USD   29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD   99.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Learn about institutional subscriptions

Literatur

  • Antoni, C.: Untersuchung des Verbrennungsvorgangs im direkteinspritzenden Dieselmotor mit zyklusaufgelöster Emissionsspektroskopie. Fortschrittsberichte VDI, 12 (409). VDI, Düsseldorf (1999)

    Google Scholar 

  • Chaos, M., Kazakov, A., Zhao, Z., Dryer, F.L.: A high-temperature chemical kinetic model for primary reference fuels. Int. J. Chem. Kinet. 39, 399–414 (2007)

    Article  Google Scholar 

  • Curran, H.J., Gaffuri, P., Pitz, W.J., Westbrook, C.K.: A comprehensive modeling study of n-heptane oxidation. Comb. Flame. 114, 149–177 (1998)

    Article  Google Scholar 

  • Curran, H.J., Gaffuri, P., Pitz, W.J., Westbrook, C.K.: A comprehensive modeling study of iso-octane oxidation. Comb. Flame. 129, 253–280 (2002)

    Article  Google Scholar 

  • Farrell, J.T., Cernansky, N.P., Dryer, F.L., Friend, D.G., Hergart, C.A., Law, C.K., McDavid, R., Mueller, C.J., Pitsch, H.: Development of an experimental database and kinetic models for surrogate diesel fuels. SAE Paper 2007-01-0201. (2007)

    Book  Google Scholar 

  • Glassmann, I.: Combustion. Academic Press, San Diego (1996)

    Google Scholar 

  • Halstead, M., Kirsch, L., Quinn, C.: The autoignition of hydrocarbon fuels at high temperatures and pressures – fitting of a mathematical model. Comb. Flame 30, 45–60 (1977)

    Article  Google Scholar 

  • Kong, S.-C., Han, Z., Reitz, R.D.: The development and application of a diesel ignition and combustion model for multidimensional engine simulations. SAE Paper 950278. (1995)

    Book  Google Scholar 

  • Leppard, W.R.: The chemical origin of fuel octane sensitivity. SAE Paper 902137. (1990)

    Book  Google Scholar 

  • Lewis, B., von Elbe, G.: Combustion, flames, and explosion of gases, 2. Aufl. Academic Press, New York (1961)

    Google Scholar 

  • Lu, T., Law, C.K.: Linear time reduction of large kinetic mechanisms with directed relation graph: n-Heptane and iso-octane. Comb. Flame 144, 24–36 (2006)

    Article  Google Scholar 

  • Lu, T., Law, C.K.: Toward accommodating realistic fuel chemistry in large-scale computations. Progr. Energy Combust. Sci. 35, 192–215 (2009)

    Article  Google Scholar 

  • Maas, U., Pope, S.B.: Simplifying chemical-kinetics – intrinsic low-dimensional manifolds in composition space. Comb. Flame 88, 239–264 (1992)

    Article  Google Scholar 

  • Meeks, E., Ando, H., Chou, C.-P., Dean, A.M., Hodgson, D., Koshi, M., Lengyel, I., Maas, U., Naik, C.V., Puduppakkam, K.V., Reitz, R.D., Wang, C., Westbrook, C.K.: New modeling approaches using detailed kinetics for advanced engines. 7. International Conf. on Modeling and Diagnostics for Advanced Engine Systems (COMODIA), Sapporo. (2008)

    Google Scholar 

  • Moran, M.J., Shapiro, H.N.: Fundamentals of engineering thermodynamics, 2. Aufl. Wiley, New York (1992)

    Google Scholar 

  • Naik, C.V., Puduppakkam, K.V., Modak, A., Meeks, E., Wang, Y.L., Feng, Q., Tsotsis, T.T.: Detailed chemical kinetic mechanism for surrogates of alternative jet fuels. Combust. Flame 158, 434–445 (2011)

    Article  Google Scholar 

  • Pitz, W.J., Cernansky, N.P., Dryer, F.L., Egolfopoulos, F.N., Farrell, J.T., Friend, D.G., Pitsch, H.: Development of an experimental database and kinetic models for surrogate gasoline fuels. SAE Paper 2007-01-0175. (2007)

    Book  Google Scholar 

  • Reynolds, W.C.: The element potential method for chemical equilibrium analysis: implementation in the interactive program STANJAN. Stanford University, Stanford (1986)

    Google Scholar 

  • Semenov, N.: Chemical kinetics and chain reactions. Oxford University Press, London (1935)

    Google Scholar 

  • Smith, G.P., Golden, D.M., Frenklach, M., Moriarty, N.W., Eiteneer, B., Goldenberg, M., Bowman, C.T., Hanson, R.K., Song, S., Gardiner Jr., W.C., Lissianski, V.V., Qin, Z.: (1999). http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/

  • Sánchez, A.L., Fernández-Tarrazoa, E., Williams, F.A.: The chemistry involved in the third explosion limit of H2-O2 mixtures. Combust Flame 161, 111–117 (2014)

    Article  Google Scholar 

  • Tomlin, A.S., Turanyi, T., Pilling, M.J.: Mathematical tools for the construction, investigation and reduction of combustion mechanisms. In: Pilling, M.J., Hancock, G. (Hrsg.) Low-temperature combustion and Autoignition comprehensive chemical kinetics, Bd. 35, S. 293. (1997)

    Chapter  Google Scholar 

  • Warnatz, J., Maas, U., Dibble, R.W.: Verbrennung: Physikalisch-Chemische Grundlagen, Modellierung und Simulation, Experimente, Schadstoffentstehung, 3. Aufl. Springer, Berlin (2001)

    Book  Google Scholar 

  • Westbrook, C.K., Dryer, F.L.: Simplified reaction mechanism for the oxidation of hydrocarbon fuel in flames. Combust. Sci. Technol. 27(1–2), 31–43 (1981)

    Article  Google Scholar 

  • Zhang, K., Banyon, C., Bugler, J., Curran, H.J., Rodriguez, A., Herbinet, O., Battin-Leclerc, F., B’Chirc, C., Heuferc, K.A.: An updated experimental and kinetic modeling study of n-heptane oxidation. Combust. Flame 172, 116–135 (2016)

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. MAN Diesel & Turbo SE, Augsburg, Deutschland

    apl.-Prof. Dr.-Ing. habil. Gunnar Stiesch

  2. MAN Diesel & Turbo SE, Nürnberg, Deutschland

    Dr.-Ing. Peter Eckert

Authors
  1. apl.-Prof. Dr.-Ing. habil. Gunnar Stiesch
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Dr.-Ing. Peter Eckert
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Editor information

Editors and Affiliations

  1. Tettnang, Germany

    Günter P. Merker

  2. AVL List GmbH, Graz, Austria

    Rüdiger Teichmann

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2018 Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature

About this chapter

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this chapter

Stiesch, G., Eckert, P. (2018). Reaktionskinetik. In: Merker, G., Teichmann, R. (eds) Grundlagen Verbrennungsmotoren. ATZ/MTZ-Fachbuch. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-19212-9_22

Download citation

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation