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计算题4:软氮化的Kn值你会算吗?

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发表于 2014-3-19 09:31:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
有朋友问,软氮化,初始通入氨气50%,氮气47%,CO2比例是3%,
泡泡瓶测到氨分解率是60%,Kn怎么计算呢?

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发表于 2014-3-19 10:15:46 | 显示全部楼层
本帖最后由 心情 于 2014-3-19 11:13 编辑

CO2 假如不溶于水,我计算出来 Kn=8.15      
是非天天有,不听自然无。
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 楼主| 发表于 2014-3-19 10:50:42 | 显示全部楼层
心情 发表于 2014-3-19 10:15
CO2 假如不溶于水,我计算出来 Kn=2.23


计算结果不对哦,你把计算过程写出来我看看?

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8.15 ?  发表于 2014-3-19 11:14
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发表于 2014-3-19 11:39:40 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-3-19 10:50
计算结果不对哦,你把计算过程写出来我看看?

bang  wo kan kan
IMG_20140319_113423.jpg
是非天天有,不听自然无。
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发表于 2014-3-19 11:47:21 | 显示全部楼层
我问一下,在这种气氛下,是不是应当假定CO2已经全部反应?
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 楼主| 发表于 2014-3-19 12:25:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-3-19 12:31 编辑

假定CO2不参与反应,因为没有氧探头来测反应的完成情况。
同时假定CO2不溶于水。
由于有以上两个假设条件,所以只能是近似的计算。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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 楼主| 发表于 2014-3-19 12:29:20 | 显示全部楼层

你的2X计算是正确的。
但是后面错了。
PNH3就是40%,这个已知了。
PH2怎么算呢?你想想看。
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发表于 2014-3-19 12:43:35 | 显示全部楼层

pNH3=1-V=40%, 没有必要再计算了,只要计算出实际裂解的氨,根据加入的NH3的百分比算出pH2,这样就可以得到Kn。
三人行必有我师焉,择其善者而从之,其不善者而改之。
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 楼主| 发表于 2014-3-19 12:47:18 | 显示全部楼层
Jasen 发表于 2014-3-19 12:43
pNH3=1-V=40%, 没有必要再计算了,只要计算出实际裂解的氨,根据加入的NH3的百分比算出pH2,这样就可以得 ...

呵呵,可是他的PH2算错了哦。
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发表于 2014-3-19 12:58:01 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-3-19 12:25
假定CO2不参与反应,因为没有氧探头来测反应的完成情况。
同时假定CO2不溶于水。
由于有以上两个假设条件, ...

近似计算没有必要太复杂,直接用潘老师《热处理工艺学》中提供的公式就可以了。
Kn=(1-V)*[(1+X)/1.5(X-1+V)]^1.5
三人行必有我师焉,择其善者而从之,其不善者而改之。
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发表于 2014-3-19 13:27:00 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-3-19 12:29
你的2X计算是正确的。
但是后面错了。
PNH3就是40%,这个已知了。

发现心情的2X计算也有问题,总气量部分的X+3X应该还需考虑通入的NH3只有50%。{:soso_e100:}
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 楼主| 发表于 2014-3-19 13:44:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-3-19 13:50 编辑
Jasen 发表于 2014-3-19 13:27
发现心情的2X计算也有问题,总气量部分的X+3X应该还需考虑通入的NH3只有50%。 ...


2X计算没有问题的。
我来给大家算一遍吧。
最初通入的气体:NH3=50升,N2=47升,CO2=3升
设有2X升氨气分解掉了,未分解的氨气=50-2X,
氨气分解之后混合气体的总体积=100+2X
得到的方程是:
(50-2X)/(100+2X)=40%
2X=100/14(升)  

PH2=3X/(100+2X)=10%, PNH3=40%
Kn=PNH3/(PH2)1.5=12.65
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 楼主| 发表于 2014-3-19 13:58:47 | 显示全部楼层
这里要说明几个问题,
氨分解仪里,溶于水的部分是混合气体里氨气的百分比,不溶于水的部分是所有其他气体的百分比,这个不溶的部分,包括最初通入的氮气和CO2,以及分解掉的那部分氨气的分解产物氮气和氢气。
如果有2X升氨气分解,将分解成3X升的氢气和X升的氮气,而混合气体总体积将从分解前的100升,变成100+2X升!
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发表于 2014-3-19 14:30:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 心情 于 2014-3-19 14:33 编辑
aaron01 发表于 2014-3-19 13:58
这里要说明几个问题,
氨分解仪里,溶于水的部分是混合气体里氨气的百分比,不溶于水的部分是所有其他气体 ...


你换个角度想我的也不定错误, 2X 是反应掉的氨气量,0.5-2X 是剩余氨气量,通过反应掉的氨气2X,计算出产生的H2的量 3X   这样可以直接把 剩余氨气的量(0.5-2X) 和 H2的量(3X)代入计算Kn公式计算....   有点误打误撞
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 楼主| 发表于 2014-3-19 15:04:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 aaron01 于 2014-3-19 15:06 编辑
心情 发表于 2014-3-19 14:30
你换个角度想我的也不定错误, 2X 是反应掉的氨气量,0.5-2X 是剩余氨气量,通过反应掉的氨气2X,计算出 ...


最终的PH2应该等于3X除以(100+2X),因为总的气体体积变化了,已经不是100升了。
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发表于 2014-3-19 16:31:21 | 显示全部楼层
这是在玩物理化学的分解率问题啊,要不要加个求晗和熵啊
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发表于 2014-3-19 23:27:30 | 显示全部楼层
本帖最后由 trainman 于 2014-3-19 23:35 编辑
aaron01 发表于 2014-3-19 13:44
2X计算没有问题的。
我来给大家算一遍吧。
最初通入的气体:NH3=50升,N2=47升,CO2=3升

PH2=3X/(100+2X)=10%,这里结果我计算是9.37%,是否可以约等于10%?
热处理之家,我爱我家
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 楼主| 发表于 2014-3-20 07:15:08 | 显示全部楼层
trainman 发表于 2014-3-19 23:27
PH2=3X/(100+2X)=10%,这里结果我计算是9.37%,是否可以约等于10%?

应该是10.004%,你的计算还是有问题.
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发表于 2014-7-7 14:11:18 | 显示全部楼层
如果你用的是普通氮化炉,没有必要计算KN值;
如果你用的是精密氮化炉的话,通常控制系统会有相关的换算软件,至少应该有氢含量和KN的对比表;
按照我的理解,CO2应该对KN没有影响,通常是按照5%的比例通入;如果严格来讲,CO2对应的是氧探头;
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发表于 2015-1-23 11:21:37 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-3-19 13:44
2X计算没有问题的。
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最初通入的气体:NH3=50升,N2=47升,CO2=3升

假定CO2不参与反应。
假定CO2不溶于水。
软氮化的氮势计算值理应这么计算!

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发表于 2015-7-18 12:50:51 | 显示全部楼层
求回复,我也想知道
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发表于 2015-7-18 12:58:45 | 显示全部楼层
我也不会算,看谁会得到好的答案
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发表于 2015-7-18 13:00:47 | 显示全部楼层
aaron01 发表于 2014-3-19 13:44
2X计算没有问题的。
我来给大家算一遍吧。
最初通入的气体:NH3=50升,N2=47升,CO2=3升

你这个算法也不对,如果氨气分解率为50%,你的这个X不就是0了,如果是0了那没有氨气分解,谈什么渗氮咯
人之心胸,多欲则窄,寡欲则宽。
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发表于 2015-7-18 18:15:43 | 显示全部楼层
不可能有这么高的氮势,假设分解率是40%呢
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 楼主| 发表于 2015-7-20 10:53:59 | 显示全部楼层
大浪淘沙 发表于 2015-7-18 13:00
你这个算法也不对,如果氨气分解率为50%,你的这个X不就是0了,如果是0了那没有氨气分解,谈什么渗氮咯 ...

很好的问题,在这种气氛里,根本拿不到50%的氨分解率。
氨分解率在60%的情况下,氮势已经是12了,氨分解率在70%的时候,氮势3.35.
这个气氛不是纯氨气氛,不可能有很低的氨分解率,注意泡泡瓶里那些不溶的气体里,差不多有50%是工艺氮气,这些氮气压根不反应,所以你怎么可能得到50%以下的氨分解率呢?
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发表于 2015-7-29 17:30:29 | 显示全部楼层
这段时间学习了,还是有长进,我觉得这里有很多专家,能够通过理论计算而又不枯燥把问题弄清楚,不简单!
但我还有一个问题,一般只有炉气氮势大于临界氮势,就有白亮层出现,但客户有可能要求,白亮层有一定的厚度,例如15-25微米,在多少氮势的情况下,保温多长时间?
还有温度的影响,其实我这里以前都是通氨滴醇法,经常540要保温8小时,因为客户检测HV10大于450,材料40Cr,调质好了的
人之心胸,多欲则窄,寡欲则宽。
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