Неметаллических жидкостей

Для неметаллических элементов, расположенных в правой части таблицы, характерно малое значение координационного числа (К4 и меньше). Неметаллы обладают меньшей плотностью и меньшим удельным весом, чем металлы.

видностью этого переноса являются: 1) процесс выравнивания концентраций в двух сплавах, погруженных в жидкий металл; 2) перенос неметаллических элементов (С, О, N и др.). входящих

Координационное число кристаллических структур полуметаллических и неметаллических элементов групп VII, VI, V и частично IV (подгруппы В), может быть определено по правилу: 8 — N, где N — номер группы Периодической системы, в которой находится данный элемент. Так, As, Sb, Bi принадлежат к группе VB и по этому правилу имеют координационное число 3.

При образовании твердых растворов наблюдается явление ликвации, заключающееся в неоднородном распределении по объему сплава металлов и неметаллических элементов. На рис. 4.5,6 показана ликвационная неоднородность состава твердого раствора Bi—Sb no сравнению с однородным твердым раствором (рис. 4.5,6) и чистыми Bi (рис. 4.5,а) и Sb (рис. 4.5,г).

Для неметаллических элементов характерно малое значение координационного числа (К4 и меньше), поэтому они обладают меньшей плотностью и меньшей удельной массой, чем металлы. Жаропрочные металлы кристаллизуются в плотной упаковке и имеют координационные числа К8 и К12. Атомный радиус элемента г, определяемый как расстояние между центрами наиболее близко расположенных атомов, является периодическим свойством вещества (табл. 2).

В. По природе компонентов композиционные материалы разделяют на четыре группы: с компонентом из металлов и сплавов; с компонентом из неметаллических элементов (например, углерода); с компонентом из неорганических соединений (окислов, карбидов, нитридов и т. п.); с компонентом из органических соединений.

Для полной характеристики композиционного материала необходимо указать природу каждого из его компонентов. Так, например, композиционный материал углерод—углерод относится по природе матрицы к группе композиций с матрицей из неметаллических элементов, по природе армирующего компонента к группе композиций со вторым компонентом из неметаллических элементов. Углепластики относятся по природе матрицы к группе композиционных материалов с матрицей из органических соединений, по природе армирующего компонента к группе со вторым компонентом из неметаллических элементов.

Металлы являются верными друзьями и надежными помощниками человека. Современную жизнь без них невозможно даже представить. Тысячи лет назад люди научились пользоваться металлами и добывать их из природных соединений. Почти три четверти менделеевской таблицы химических элементов, из которых построено все существующее во Вселенной, составляют металлы. Десятки из них широко применяются в технике и в быту. Остальные с каждым годом все глубже внедряются в практику. Еще большее распространение получили сплавы, состоящие из нескольких металлов и неметаллических элементов. Как правило, такие сплавы обладают свойствами, превосходящими свойства чистых металлов. Одни сплавы отличаются высокой твердостью, способностью выдерживать огромные давления или успешно противостоять действию очень высоких температур — в тысячу и более градусов. Другие, наоборот, очень пластичны, хорошо куются и штампуются, третьи плавятся даже в горячей воде. Есть металлические сплавы, которые отличаются высокой прочностью и небольшим удельным весом — они широко используются в авиационной промышленности. Современная химия нуждается в кислотоупорных и других сплавах.

пленкой окислов и имеет кольцевые риски и следы пластической деформации бронзы. Накладки «Ретинакс» имеют шероховатую поверхность с сеткой мелких поверхностных трещин. При трении пары «Ретинакс» — ЧНМХ поверхности чугуна и накладки были в гораздо лучшем состоянии. Обычно хромистая бронза применяется в виде слоя 3—5 мм, наносимого на чугунную подкладку в восстановительной среде методом центробежного литья. Необходимо учитывать, что под действием высоких температур тормозная рубашка из хромистой бронзы имеет в начальный момент значительно большую усадку, чем ЧНМХ; при дальнейшем нагреве усадки примерно сравниваются. Для уменьшения коробления тормозной рубашки рекомендуется применять подкладки из чугуна с графитом в виде пластин, «растущих» при повышении температуры и компенсирующих усадочные явления. Применение высокотеплопроводных хромистых бронз в ряде случаев, особенно в тяжелых условиях работы тормозных устройств, позволяет значительно улучшить работу фрикционной пары вследствие предотвращения возможности теплового удара (высокого температурного скачка). В большинстве же случаев вполне подходящими являются металлические элементы из чугуна или стали. Очень часто, особенно в грузоподъемных машинах, для тормозного металлического элемента используются полумуфты, соединяющие валы двигателя и редуктора, что позволяет уменьшить необходимое число деталей механизма и выполнить его более компактным. Для высоконагруженных тормозных устройств такое использование муфты является нежелательным, так как высокие температуры, возникающие в процессе работы тормоза, приводят к резкому сокращению срока службы эластичных (неметаллических) элементов муфты, а в зубчатых муфтах приводят к уменьшению вязкости масла и его смазывающей способности, что также отражается на сроке службы элементов муфт. Для обеспечения надежной работы чугунного тормозного шкива при высоких скоростях движения следует проверить его на прочность под действием центробежных сил.

Соединения неметаллических элементов

Соединения неметаллических элементов

Основное влияние на теплоотдачу при конденсации оказывает термическое сопротивление пленки конденсата вследствие низкой теплопроводности всех неметаллических жидкостей. Отвод теплоты через пленку конденсата зависит от температурного напора, характера движения пленки, физических свойств и толщины пленки.

Самыми плохими проводниками тепла являются газ ы. Теплопроводность газов на целый ьорядок тшже, чем теплопроводность неметаллических жидкостей. Одной из основных причин этого является малая плотность газон. Теплопроводность в газах осуществляется путем молекулярного переноса энергии при столкновении молекул между собой при ir< движении. Молекулы i за перемещаются беспорядочно во всех направлениях, вследствие этого происходят их перемешивание и оомен кинетической энергией теплового движения. Величина коэффициента теплопроводности лежит в широких пределах в зависимости or рода газа. Наиболее высокими значениями коэффициента теплопроводности отличаютсч водород и гелий. Высокая теплопроводность водорода и гелия объясняется небольшим весом отдельных молекул. Ксенон, наоборот, отличается низким коэффициентом теплопроводности, так как он состоит из относительно тяжелых молекул, которым соответствует меньшая молекулярная скорость движения, т. е. низкая теплопроводность.

раллелыгом поверхности твердого тола, является существенным только для таких рабочих тел, как жидкие металлы, поэтому при исследовании неметаллических жидкостей продольные эффекты не учитываются. При исследовании жидких металлов, наоборот, необходимо учитывать продольный перенос тепла как по стенке канала, так и вдоль самого жидкого металла.

вызывает деформацию температурного поля в отдельных сечениях потока за счет переменного количества тепла, подводимого в этих сечениях. Переменный тепловой поток может обусловить соответствующую рагтечку тепла. Заметное влияние осевой растечки тепла имеет место в жидких металлах, поэтому теплоотдача в них практически не зависит от характера распределения теплового потока по длине трубы или капала (Л. 5-2]. Для неметаллических жидкостей это положение можно приближенно отнести лишь к средним значениям коэффициента теплоотдачи.

Жидкие металлы существенно отличаются по физическим свойствам от неметаллических жидкостей. SO Очи имеют высокие температуры кипения при низких давлениях, являются термически устойчивыми, характеризуются высокой теплопроводностью, плотностью, а следовательно, н большой интенсивностью теплоотдачи. В отличие

от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, по н и турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда /\—+'-Г* а Рг—>-0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, гак как интенсивность конвективного теплообмена по сравнению с ней оказывается ничтожно малой.

В жидких металлах температурное иоле но поперечному селению турбулентного потока имсог профиль, характерный для течения неметаллических жидкостей при ламинарном ре/кпме а труОах. Поскольку в жидких металлах Рг<;1, то они характеризуются большой толщиной теплового погранично 'о слоя и малой длиной начального участка тепловой стабилизации по сравнению с длиной начального участка 'гидродинамической стабилизации. Малая длина участка тепловой стабилизации означает, что в жидких металлах наблюдаются значительные аксиальные температурные градиенты, которые могут иметь порядок величин, одинаковый с радиальными температурными градиентами, что в неметаллических жидкостях не имело места. Поэтому появляется необходимость учета переноса тепла за счет продольной молекулярной теплопроводности в жидких металлах.

Ввиду недостаточности данных о коэффициенте конденсации последнее соотношение часто используют и при расчете конденсации паров других неметаллических жидкостей.

Значения постоянных при кипении неметаллических жидкостей составляют:

Для расчета теплоотдачи при кипении неметаллических жидкостей можно воспользоваться также критериальной формулой

Величина V— Vo для многих неметаллических жидкостей хорошо связывается с коэффициентом динамической вязкости формулой Бачинского