计算题2：氮化工艺的氮势Kn值计算你会吗？

aaron01 · 发表于 2013-5-3 16:23:05

假定用井式炉渗氮，只通氨气，没有其他任何气体，在某温度下测到的氨分解率是30%，这个时候炉内的氮势是多少呢？
同样，请附计算过程。

iamspiderman · 发表于 2013-5-3 20:24:23

我可以说我会吗？我有包括软氮化工艺的kn推导公式！呵呵，普通的Kn=P NH3/(P H2 )1.5, 2NH3=N2+3H2. 名义分解率为30%，也即P NH3=0.7,PH2=0.75*0.3=0.225,Kn=6.56,
PNH3+PN2+PH2=1,分解率v=1-PNH3=1-1+PN2+PH2=PN2+PH2，根据反应式PN2=1/3PH2,,
所以PH2=3/4V

dqy · 发表于 2013-5-3 20:27:16

2.64 看对不对？帮验证下，刚研究的

Jasen · 发表于 2013-5-3 20:30:36

本帖最后由 jasen 于 2013-5-3 20:32 编辑

dqy 发表于 2013-5-3 20:27

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2.64 看对不对？帮验证下，刚研究的

不对，Kn=6.56。

Jasen · 发表于 2013-5-3 20:35:30

iamspiderman 发表于 2013-5-3 20:24

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我可以说我会吗？我有包括软氮化工艺的kn推导公式！呵呵，普通的Kn=P NH3/(P H2 )1.5, 2NH3=N2+3H2. 名 ...

您回帖太快了，直接将最佳答案公布了。

dqy · 发表于 2013-5-3 20:36:36

jasen 发表于 2013-5-3 20:30

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不对，Kn=6.56。

谢谢，核实哪出问题？

dqy · 发表于 2013-5-3 20:42:11

本帖最后由 dqy 于 2013-5-3 20:44 编辑

这个公式不对吗

Jasen · 发表于 2013-5-3 20:42:38

本帖最后由 jasen 于 2013-9-11 10:45 编辑

响应艾论的号召，为普及基础知识作点贡献。

Kn Calculate.rar (127.43 KB, 下载次数: 86, 售价: 20 金钱)

iamspiderman · 发表于 2013-5-3 20:47:42

iamspiderman 发表于 2013-5-3 20:24

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我可以说我会吗？我有包括软氮化工艺的kn推导公式！呵呵，普通的Kn=P NH3/(P H2 )1.5, 2NH3=N2+3H2. 名 ...

你至少小小的奖励一下吧,其实氮化工艺有名义氨分解率和实际氨分解率一说,我们通常讲的都是名义氨分解率

dqy · 发表于 2013-5-3 20:48:06

这个公式不对吗

aaron01 · 发表于 2013-5-3 20:50:25

iamspiderman 发表于 2013-5-3 20:47

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你至少小小的奖励一下吧,其实氮化工艺有名义氨分解率和实际氨分解率一说,我们通常讲的都是名义氨分解率 ...

那后面的氨气和氮气混合气氛的题，你来出吧。

aaron01 · 发表于 2013-5-3 20:51:24

dqy 发表于 2013-5-3 20:48

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这个公式不对吗

你的计算过程可能出问题了，氨气分压你按照30%算的吗？
应该是70%

iamspiderman · 发表于 2013-5-3 20:51:29

iamspiderman 发表于 2013-5-3 20:47

登录/注册后可看大图

你至少小小的奖励一下吧,其实氮化工艺有名义氨分解率和实际氨分解率一说,我们通常讲的都是名义氨分解率 ...

我发起一个新的计算征求,也就是软氮化工艺的Kcw(也即水煤气反应,以区别与KcB)的计算公式吧!呵呵

aaron01 · 发表于 2013-5-3 20:53:22

iamspiderman 发表于 2013-5-3 20:51

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我发起一个新的计算征求,也就是软氮化工艺的Kcw(也即水煤气反应,以区别与KcB)的计算公式吧!呵呵 ...

这个有点难，我也是拿现成excel表格算的，只推导过一次，推的头都大了，好不容易啊。

Jasen · 发表于 2013-5-3 21:00:02

本帖最后由 jasen 于 2013-5-3 21:59 编辑

dqy 发表于 2013-5-3 20:48

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这个公式不对吗

图片的公式看不清楚，你看看附件的相关公式是否与你的一样。

氮势计算公式.rar (7.83 KB, 下载次数: 48, 售价: 20 金钱)

dqy · 发表于 2013-5-3 21:18:54

这个公式

dqy · 发表于 2013-5-3 21:35:02

普及这两个的作用有何不同？

aaron01 · 发表于 2013-5-3 21:59:16

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-3 22:04 编辑

看看下面这个泡泡瓶的示意图，通常我们说的氨分解率就是直接在这个瓶子上读出来的数值。
氨分解率测定装置及刻度.jpg

看看这个图，就知道了，混合气里的氨气百分比应该是这个瓶子里的水的百分比。
这个瓶子上读到的读数是90%的话，也就是说只有10%的氨气被溶解，也就是说混合气里氨气的体积比只有10%。

dqy · 发表于 2013-5-3 22:14:12

本帖最后由 dqy 于 2013-5-3 22:15 编辑

aaron01 发表于 2013-5-3 21:59

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看看下面这个泡泡瓶的示意图，通常我们说的氨分解率就是直接在这个瓶子上读出来的数值。

谢谢！看来还要研究啊，刚研究就遇到障碍！惭愧啊

aaron01 · 发表于 2013-5-3 22:18:22

dqy 发表于 2013-5-3 22:14

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谢谢！看来还要研究啊，刚研究就遇到障碍！惭愧啊

呵呵，很正常的，我刚做氮化的时候，搞这个氮势计算花了很长时间的，后来搞清楚也就简单了。

dqy · 发表于 2013-5-3 22:33:54

aaron01 发表于 2013-5-3 22:18

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呵呵，很正常的，我刚做氮化的时候，搞这个氮势计算花了很长时间的，后来搞清楚也就简单了。 ...

我的公式如果输入17.65% 就可得到 6.56 ,

dqy · 发表于 2013-5-4 08:35:44

若氨-氢混合气体下，氮势的计算方法，也是有两个公式，在实际生产控制，采用哪个？

aaron01 · 发表于 2013-5-4 08:38:25

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-4 08:40 编辑

dqy 发表于 2013-5-4 08:35

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若氨-氢混合气体下，氮势的计算方法，也是有两个公式，在实际生产控制，采用哪个？
...

你说的两个公式分别指的什么？
一个是根据分解率计算氮势，另一个是按照氢探头测到的氢分压计算吗？
如果说的是这个意思，两者计算出来的结果应该是一致的。

dqy · 发表于 2013-5-4 08:50:06

本帖最后由 dqy 于 2013-5-4 09:06 编辑

这两个；
哪个为分解率计算氮势？哪个是按照氢探头测到的氢分压计算？

dqy · 发表于 2013-5-4 08:55:15

第二是

aaron01 · 发表于 2013-5-4 09:04:58

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-4 09:08 编辑

jason 上传的文件里，一共有三种不同的方式都可以计算出Kn值来，
第一种是已知分解率，求Kn，公式是：Kn=（1-V)/(0.75V)1.5
V是分解率，1.5是1.5次方的意思。

aaron01 · 发表于 2013-5-4 09:07:18

本帖最后由 aaron01 于 2013-5-4 09:09 编辑

第二种是已知氨分压，求Kn，其实这个公式和第一个完全相同，唯一区别就是氨分压=1-V
第二个公式可由第一个推导得出。

aaron01 · 发表于 2013-5-4 09:12:56

第三种是已知氢分压，求Kn，公式是Kn=（1- 4/3PH2）/(PH2)1.5
PH2 是氢探头测到的氢气百分比，1.5还是1.5次方的意思，也就是说，不测氨分解率，只测氢气百分比，也可以计算出氮势来。

三种方法都应该得到同样的结果，因为本来就可以相互推导3个公式的。

iamspiderman · 发表于 2013-5-4 09:16:21

dqy 发表于 2013-5-3 21:35

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普及这两个的作用有何不同？

名义氨分解率：也就是我们平常泡泡瓶测得的数值（分解出的氮氢混合气/炉内总的气体），这个数值会反应之后，炉内还残留多少鲜活的氨气；
实际氨分解率：就是说在反应之后，实际多少体积百分比的氨气分解掉了（分解的氨气/炉内总气体），为什么这两个之间有区别，是因为氨气裂解之后有体积膨胀的问题存在，也就1个氨气会裂解成2个（氮氢混合气）
----
是否有所了解！也就是实际氨分解率要小于名义氨分解率！

dqy · 发表于 2013-5-4 09:23:11

本帖最后由 dqy 于 2013-5-4 09:36 编辑

谢谢二位 :

潘教授书里NH3-H气氛公式中的X是如何测来的？

zzy0566 · 发表于 2013-5-4 09:28:12

其实这个也就是高中化学的问题，没接触氮势这一块，还是感谢各位的介绍。

见仁见智 · 发表于 2013-6-15 09:06:48

请教：气体软氮化中，我们常用的方法之一是添加甲醇（或乙醇），有没有其分解气对炉气氮势产生影响的数学模型，也就是说，除了用氧探头控制其氧势以外，此时氮势用什么样的公式来计算？

aaron01 · 发表于 2013-6-15 18:49:41

见仁见智发表于 2013-6-15 09:06
请教：气体软氮化中，我们常用的方法之一是添加甲醇（或乙醇），有没有其分解气对炉气氮势产生影响的数学模 ...

软氮化时，加入渗碳剂以后，氮势计算变得复杂，不过只要是固定流量的气体，还是可以推导出氮势计算方法的，我们用的是CO2做渗碳剂，自己推导出了计算方法，只要知道气氛里NH3、N2、CO2的通入比例，再测到氢分压，或者测到氨分解率，两种情况都可计算出氮势来。

见仁见智 · 发表于 2013-6-15 19:24:38

aaron01 发表于 2013-6-15 18:49
软氮化时，加入渗碳剂以后，氮势计算变得复杂，不过只要是固定流量的气体，还是可以推导出氮势计算方法的 ...

甲醇或乙醇分解气有H2+CO，其中的‘H2’　可代人公式计算，而‘CO’　对氮势值的影响怎么确定，有相应的数学计算式吗？

aaron01 · 发表于 2013-6-15 21:34:29

见仁见智发表于 2013-6-15 19:24
甲醇或乙醇分解气有H2+CO，其中的‘H2’　可代人公式计算，而‘CO’　对氮势值的影响怎么确定，有相应的 ...

可以将CO看做是泡泡瓶里不溶于水的气体的一部分来计算。

热处理加工 · 发表于 2013-9-1 15:26:51

请问哪里有测氨分解率的泡泡瓶卖。

骑驴者何人 · 发表于 2013-10-10 13:16:14

aaron01 发表于 2013-5-4 09:12
第三种是已知氢分压，求Kn，公式是Kn=（1- 4/3PH2）/(PH2)1.5
PH2 是氢探头测到的氢气百分比，1.5还是1.5次 ...

严总如果添加了CO2、或者N2或者甲醇这个计算公式是否还正确？

aaron01 · 发表于 2013-10-10 13:37:13

骑驴者何人发表于 2013-10-10 13:16
严总如果添加了CO2、或者N2或者甲醇这个计算公式是否还正确？

是会有变化的，你可以自己推导一下，从加氮气开始推导比较简单。

骑驴者何人 · 发表于 2013-10-10 13:41:28

aaron01 发表于 2013-10-10 13:37
是会有变化的，你可以自己推导一下，从加氮气开始推导比较简单。

嗯好的

猪掉地 · 发表于 2013-11-13 15:56:45

iamspiderman 发表于 2013-5-4 09:16
名义氨分解率：也就是我们平常泡泡瓶测得的数值（分解出的氮氢混合气/炉内总的气体），这个数值会反应之 ...

请问专家我们常说的最适合渗氮的各温度下的合适的分解率范围，比如：510度，15%~25%。这个分解率是名义氨分解率（分解度）还是实际氨分解率呢。

junjiew · 发表于 2016-2-2 12:47:19

aaron01 发表于 2013-5-4 09:12
第三种是已知氢分压，求Kn，公式是Kn=（1- 4/3PH2）/(PH2)1.5
PH2 是氢探头测到的氢气百分比，1.5还是1.5次 ...

不知道高工这里有没有通NH3以及NH3裂解气的KN值的计算经验？

aaron01 · 发表于 2016-2-2 13:13:02

junjiew 发表于 2016-2-2 12:47
不知道高工这里有没有通NH3以及NH3裂解气的KN值的计算经验？

你是说氨气加分解气两种气体的混合气氛吗？这很好算的啊，分解气你可以看做不会发生体积变化的气体，在纯氨气氛的计算公式里略加修正就可以了，自己推导一下会更有助于理解。
不过使用分解气的炉子一般都不是固定流量控制的，氨气和分解气的流量都是变化的，似乎也没有必要去计算Kn，炉子上氮孔系统自动计算了啊。

junjiew · 发表于 2016-2-2 13:41:38

aaron01 发表于 2016-2-2 13:13
你是说氨气加分解气两种气体的混合气氛吗？这很好算的啊，分解气你可以看做不会发生体积变化的气体，在纯 ...

恩~您说的很对~我们的炉子就是直接可以读出KN值的。因为最近一直在思考氮化的一些基本原理，不免还是想从最基本的东西开始研究。
如您所述，采用氨气与裂解气的氮化炉，气体流量并不固定。并且，H2和N2的流量也只能通过裂解氨的流量去判断。所以P(NH3)，P(H2)以及P(N2)都直接用流量去等效计算，可以么？

aaron01 · 发表于 2016-2-2 13:49:22

junjiew 发表于 2016-2-2 13:41
恩~您说的很对~我们的炉子就是直接可以读出KN值的。因为最近一直在思考氮化的一些基本原理，不免还是想从 ...

在某一个时刻，是可以这么算的，不过下一个时刻，流量变化了，恐怕就会有变化，其实是动态变化的。
而你们的氢探头是在连续监测这个动态变化的，这和固定流量的控制方法有点出入。你如果要校验氢探头，可以在某一温度下，给固定流量的氨和分解气，等稳定一段时间后，再去比较计算值和实际测量值有多大差距。

中之舟 · 发表于 2019-7-18 11:11:47

Jasen 发表于 2013-5-3 20:42
响应艾论的号召，为普及基础知识作点贡献。

楼主，你好，这个压缩包我无法下载，能否发我一下？谢谢您

gy1024 · 发表于 2020-4-27 13:58:08

iamspiderman 发表于 2013-5-3 20:24
我可以说我会吗？我有包括软氮化工艺的kn推导公式！呵呵，普通的Kn=P NH3/(P H2 )1.5, 2NH3=N2+3H2. 名 ...

您好，我根据你这个公式怎么也计算不出6.56这个数字，Kn=P NH3/(P H2 )1.5,相当于0.7/0.225X1.5=2.074，请教一下你这个6.56是怎么算出来的呢

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