Градиентом концентрации

Материалы. Моментные пружины являются ответственными деталями механизмов, поэтому к их материалам предъявляется ряд особых требований: а) постоянство упругих свойств во времени и в заданном градиенте температур; б) минимальная величина остаточных деформаций; в) строгая пропорциональность между создаваемым противодействующим моментом и углом закручивания; г) антимагнитность, антикоррозионность и электропроводность (для специальных приборов). Для выполнения требований по пунктам а), б), в) принимают большие запасы прочности, т. е. отношение предела прочности материала к максимальным напряжениям

Рассмотрим направленную кристаллизацию, которая происходит при постоянном направлении отвода теплоты и определенном градиенте температур в жидкой и твердой фазах. Распределение температуры у межфазной поверхности определяется соотношением градиентов температуры в жидкой и твердой фазах, а также выделением при кристаллизации скрытой теплоты плавления. В результате ее выделения температурные градиенты снижаются в области жидкой фазы и возрастают в твердой. Характер распределения температуры у межфазной поверхности определяет ее микрорельеф, а следовательно, и структуру металла, формирующуюся в процессе кристаллизации.

На рис. 5.4.8, б приведены данные о продольном градиенте температур для различных условий нагрева в зависимости от величины максимальной температуры. Отметим, что измерения производились на образцах из аустенитной нержавеющей стали Х18Н9. Использование контрастных по теплофизическим свойствам сталей и сплавов может дать несколько отличающиеся результаты.

ДУ) — фазовых превращений, температурного поля в слое при температурах выше и ниже критических точек, внутренних напряжений в слое и на границе при весьма высоком градиенте температур, структуры закаленного слоя [3, 90—92].

По удельным характеристикам канал разряда в твердом теле превосходит лучшие взрывчатые вещества. За несколько микросекунд в канале может быть выделено несколько килоджоулей энергии, мощность в разряде доходит до 400 Мвт, энергосодержание канала разряда достигает 2-104 Дж/см3, температура и давление плазмы канала разряда приближаются к 105°К и 105 атм соответственно. Предпринимались попытки выявить наличие фазовых переходов при импульсном электрическом пробое минералов, в которых такие переходы могли иметь место. Если бы оказалось возможным наблюдать последовательный ряд фазовых превращений, для которых известны необходимые температуры и давления, можно было бы косвенно судить об этих параметрах в различных участках зоны, примыкающей к каналу разряда, и составить представление о градиенте температур в образце, его изменении во времени и о самих электрофизических характеристиках канала разряда.

отношения может рассматриваться как изменение теплосодержания потока в осевом направлении при изменении температуры на 1°; знаменатель может рассматриваться как тепловой поток за счет теплопроводности при поперечном градиенте температур в 1°.

При выводе уравнений (3-6-37) — (3-6-41) изменением плотности вследствие изменения давления мы пренебрегли. Предполагалось также, что равновесное распределение плотности р0 можно считать постоянным. По-видимому, при отрицательном градиенте температур у < 0 это ограничение несущественно. Изменение плотности за счет температуры компенсируется в этом случае изменением плотности за счет давления. В противоположном случае, когда оба поля действуют в одном направлении, уравнения (3-6-35) — (3-6-39) справедливы для не слишком больших областей вдоль оси у.

При градиенте температур 102 град/м на частоте 10"' Гц глубина проникновения 10 м, или 103 длин волн.

Для конвективного теплообмена цилиндра (Lid -> оо, ф == 0), при не очень большом градиенте температур в пограничном слое, когда параметр

Применяя уравнение движения электронного газа, полученное Говардом, и исходя из возможности существования пограничного слоя в таком потоке, автор получил несколько упрощенных уравнений движения в пограничном слое. В некоторых случаях оказалось возможным связать полученные уравнения с классическим уравнением Блазиуса и его решением. Возможно, что в первом приближении эти уравнения могут описывать движение в пограничном слое реальной жидкости, на частицы которой воздействует электромагнитное поле. Класс таких задач может оказаться весьма важным при изучении потока жидкости в электромагнитном поле, даже если оно обусловлено только внутренним механизмом явления. Имеются указания на то, что такие электромагнитные явления могут встречаться при высоких скоростях и значительном градиенте температур. Рассмотренные с этой точки зрения уравнения пригодны только для получения качественных результатов, так как нами не учитывалось влияние теплопередачи и сжимаемости.

При постоянном градиенте температуры PQT =1, во всех остальных случаях PQr > 1.

При температуре tl (рис 143, а) диффузия протекает в а-решетке, а при t^ (рис. 143, а) в Y-pe-шетке без фазовых превращений. Следовательно, при температуре насыщения существуют только а- или у-твердые растворы, и концентрация диффундирующего элемента (химический потенциал) постепенно уменьшается от поверхности в глубину. Скорость проникновения диффундирующего элемента в глубь железного образца определяется градиентом концентрации dcldx и коэффициентом диффузии D. В начальный период диффузии значение dckh ге;;ико, и общая толщина диффузионного слоя быстро

ниях. Перенос заряженных частиц происходит под действием, с одной стороны, градиента концентрации, возникающего из-за изменения состава оксида по мере удаления от границы раздела металл/оксид и приближения к границе раздела оксид/газ; с другой стороны,, под влиянием градиента электрического потенциала,, возникающего из-за различной концентрации зарядов на: границах раздела. При достаточно толстых слоях оксида градиент потенциала невелик, и перенос вещества обусловлен только градиентом концентрации. В этом случае

Пусть со — концентрация ионов металла в глубине' раствора" Если скорость процесса разряда-этих ионов на катоде достаточно велика, то общая скорость катодного процесса определяется скоростью диффузии ионов металла к поверхности электрода, где их концентрация cs
Таким образом, в соответствии с четвертым допущением в качестве первого приближения можно принять, что коэффициенты диффузии всех компонент равны. Поток диффундирующей массы компонент связан с градиентом концентрации законом Фика:

Одним из первых исследователей, предложившим прямое соотношение между распределением фаз и относительной скоростью между фазами, был Банкофф [1]. В его модели переменной плотности предполагается, что смесь представляет собой однородную суспензию пузырей газа с радиальным градиентом концентрации и максимумом концентрации пузырей в центре канала. Средняя скорость газообразной фазы больше, чем средняя скорость жидкой фазы, поскольку газ сконцентрирован в области более высоких скоростей. Банкофф ввел параметр потока К, который он использовал для расчета относительного скольжения. Нил [4] в результате исследования распределения фаз в азото-ртутном потоке сделал вывод, что распределение фаз не определяет отношения средних скоростей фаз Ug/Ui, а все скольжение вызвано локальным скольжением. В последующем анализе скольжения в пузырьковом и снарядном режимах течения Нил [2] установил, что скольжение является функцией двух параметров потока, связанных с распределением фаз и локальными относительными скоростями. В подобном, но более исчерпывающем анализе Зубер и Финдли пришли к выводу, что объемное паросодержание и суммарная относительная скорость обусловлены неоднородностью профилей скорости и концентрации и локальной относительной скоростью между фазами. Первый эффект учитывается параметром распределения, а второй — скоростью гравитационного всплытия.

~ — - — — является градиентом концентрации по времени для се-

то зоны с высокой концентрацией в процессе работы фильтра будут догонять зоны с низкой концентрацией. В результате этого фронт фильтрования станет более крутым, что приведет к выравниванию концентрации на его протяжении. В предельном случае останется лишь одна зона с высоким градиентом концентрации, перемещающаяся с постоянной скоростью (по физическому смыслу работы фильтра недопустимо, чтобы зоны с высокой концентрацией обгоняли зоны с низкой концентрацией). Образующийся в этих условиях фронт фильтрования (рис. 5-15) носит название острого фронта.

Молекулярный (диффузионный) перенос происходит под действием нескольких термодинамических сил. Обычно различают концентрационную диффузию (термодинамическая сила является градиентом концентрации), термодиффузию УГ, бародиффузию Vp и силовую диффузию (диффузию под действием внешних

Имеется два подхода к выводу уравнений динамики сплошной среды. Феноменологический метод состоит в том, что постулируются соотношения между деформациями и напряжениями, потоком тепла и градиентом температуры, скоростью диффузии и градиентом концентрации, а затем на основе законов механики и термодинамики выводятся уравнения. Особенность этого метода состоит в том, что коэффициенты переноса, т. е. коэффициенты пропорциональности между градиентом скорости и касательным напряжением, потоком тепла и градиентом температуры, скоростью диффузии и градиентом концентрации, предполагаются известными.

При варианте IIIБ величина а = а3, а е = е%. Рассмотрим нагружение при наименьших значениях независимых переменных. Основной механизм зернограничной ползучести (образование, рост и объединение пор) контролируется диффузией вакансий, следовательно, решающее значение имеет фактор длительного пребывания при высокой температуре. Диффузия избыточных вакансий в стоки под действием статической нагрузки происходит в первую очередь к границам зерен ориентированным перпендикулярно нагрузке, в соответствии с градиентом концентрации напряжений и способствует более раннему образованию пор на границах.

Для большинства сплавов вполне удовлетворительные результаты дает нормальный процесс шлифовки на наждачной бумаге, влажная полировка и травление погружением или смачиванием. Однако -в ряде случаев предпочтение нужно отдать электрополировке, особенно если имеется опасность, что наклеп, полученный в процессе полировки, повлияет на структуру поверхности. Первым электрополировку для металлографической работы применил, повидимому, Жаке [126]. Его метод включает обычную на первом этапе механическую обработку образца для получения достаточно гладкой поверхности. Затем составляют цепь, в которой образец делают анодом; электролит подбирают так, чтобы в нем металл образца был растворим только слегка. При этих условиях концентрация металлических ионов на поверхности быстро достигает насыщения, после чего ток в основном зависит от градиента концентрации металлических ионов перпендикулярно поверхности. Выступы на поверхности связаны с большим градиентом концентрации и имеют тенденцию растворяться быстрее, чем впадины. Таким образом, электролиз приводит к сглаживанию, и при соответствующих условиях прекрасная полированная поверхность может быть получена без пластической деформации. Процесс регулируется в основном концентрацией поляризованных ионов, а это обусловливает характерную зависимость между плотностью тока и приложенным напряжением (рис. 132). При возрастании напряжения плотность тока сначала возрастает до некоторого максимума, затем несколько снижается и остается постоянной, пока в электролите не начнется новый процесс (обычно выделение кислорода). Наиболее удовлетворительные результаты обычно получаются при напряжении, которое соответствует правому краю горизонтального участка приведенной кривой, как показано стрелкой на рис. 132. 16*