Процессом восстановления

Химические реакции могут сопровождаться выделением или поглощением энергии в различных формах — в форме теплоты, электрической энергии или света, механической энергии и др. Нами будут рассмотрены только химические реакции, происходящие с поглощением теплоты •(эндотермические реакции) или с его выделением (экзотермические реакции). При этом, как и в случае фазовых переходов первого рода, химические превращения неразрывно связаны с процессом теплообмена. Зачастую химические реакции сопровождаются фазовыми изменениями.

В смесительных теплообменниках наряду с процессом теплообмена имеют место и процессы массообмена. Например, при соприкосновении с водой сухого газа происходит испарение воды в газ, т. е. увлажнение газа. При смешивании с водой газа с большим содержанием водяного пара происходит конденсация пара или осушка газа.

В смесительных теплообменниках наряду с процессом теплообмена имеют место и процессы массообмена. Например, при соприкосновении с водой сухого газа происходит испарение воды в'"газ, т. е. увлажнение газа. При смешивании с водой газа с большим содержанием водяного пара происходит конденсация пара или осушка газа.

Естественная конвекция. При естественной (свободной) конвекции движение жидкости полностью определяется процессом теплообмена. В жидких металлах влияние молекулярной теплопроводности распространяется далеко за область гидродинамического пограничного слоя, где поле скорости определяется не молекулярной вязкостью, а турбулентной (v •-•' v.r). В таком случае Nu = = / (Gr Pr2).

При свободной конвекции, когда движение жидкости полностью определяется процессом теплообмена, строго говоря, нельзя раздельно рассматривать тепловой и гидродинамический пограничные слои.

При свободной конвекции, когда движение жидкости полностью определяется процессом теплообмена, строго говоря, нельзя раздельно рассматривать тепловой и гидродинамический пограничные слои.

В том случае, когда степень неоднородности двухфазной смеси (размер частиц дисперсной фазы и расстояние между частицами) меньше длины волны возмущения, по отношению к волне среда ведет себя как непрерывная. При этом для определения скорости звука можно воспользоваться уравнением Лапласа а2 = (Эр/Эр) s. При распространении акустических волн в однофазной среде имеет место явление дисперсии, проявляющееся в зависимости скорости звука от частоты звуковой волны. Зависимость эта молекулярной природы. Говоря о дисперсии скорости звука в двухфазной среде, можно отметить, по крайней мере, две формы ее проявления. Первая характерна для двухфазной среды в целом и связана с тремя происходящими в ней релаксационными явлениями: с процессом массообмена между фазами - фазовым переходом, процессом теплообмена - выравниванием температур между фазами и процессом обмена количеством движения — выравниванием скоростей между фазами. Даже в случае равновесной двухфазной среды при распространении в ней звуковой волны равновесие между фазами нарушается и в ней протекают релаксационные процессы. Вторая форма возникает из-за дисперсии звука в среде-носителе и природа ее та же, что дисперсии в однофазной жидкости. Для нее характерна область высоких частот, когда длительность существования молекулярных ансамблей в жидкости или в газе соизмерима с периодом звуковой волны. 32

При капельной конденсации процесс существенно зависит от капиллярных свойств рассматриваемой системы. Подвижность жидкой фазы связана с процессом теплообмена на изучаемом участке. Вероятность образования зародышей -новой фазы зависит от степени переохлаждения пара. Эти характерные особенности процесса подсказывают и соответствующий выбор масштабов при записи задачи в безраз-. мерных переменных.

При свободной конвекции, -когда собственное движение жидкости полностью определяется процессом теплообмена, строго говоря, нельзя раздельно рассматривать тепловой и гидродинамический пограничные слои. Однако общие соображения об относительной глубине распространения влияния молекулярного трения и моле-

замена изотермического процесса адиабатным (особенно при низких степенях сжатия) не дает большого эффекта. Значительно эффективнее использование адиабатного процесса с последующим процессом теплообмена.

Продолжительность заполнения пресс-формы определяется процессом теплообмена между заливаемым сплавом и самой пресс-формой. Продолжительность заполнения, обеспечивающую сва-риваемоеть отдельных потоков металла, определяют из уеловия, что температура металла в наиболее удаленном от питателя месте не должна падать ниже температуры окончания затвердевания отливки, т. е. ниже температуры солидуса. Если предположить, что сплошной или дисперсный поток последовательно заполняет оформляющую полость, распространяясь по ней от места удара свободной струи, то в зависимости от характера потока продолжительность заполнения <»вап можно рассчитать по формулам.

Известно, что в анаэробных грунтовых условиях бактерии могут вырабатывать сероводород, углекислоту, углеводороды и др. Жизнедеятельность сульфатовосстанавливающих бактерий связана с процессом восстановления содержащихся в грунтах сульфатных солей по реакции

При протекании коррозионного разрушения процесс окисления металла сопряжен с процессом восстановления окислителя из коррозионноактивной среды. В простейшем случае процессу ионизации металла соответствует процесс восстановления одного окислителя. Область, в которой будет находиться потенциал корродирующего металла, зависит от природы металла (сплава) и окислителя.

Подавляющее большинство коррозионных процессов идет с катодным процессом восстановления кислорода (кислородная деполяризация) или водорода (водородная деполяризация).

Мокрая атмосферная коррозия является электрохимической коррозией с катодным процессом восстановления кислорода. Скорость коррозии может быть больше, чем в условиях полного погружения в электролит, в связи с диффузией кислорода через пленку влаги к металлу. Электролитом при атмосферной коррозии являются как сама влага, так и увлажненный слой продуктов коррозии. Облегченность диффузии кислорода, с одной стороны, приводит к ускорению катодной реакции, а с другой •— может вызвать пассивацию металла. При малых толщинах пленок заметно возрастает омическое сопротивление. В силу указанных факторов атмосферная коррозия протекает со смешанным катодно-анодным омическим контролем, который в зависимости от толщины, состава и электропроводности пленки влаги и природы металла может быть преимущественно катодным (мокрая атмосферная коррозия), анод-иым (влажная атмосферная коррозия пассивирующихся металлов) или омическим (работа гальванических пар под пленкой влаги с малой электропроводностью).

Почва и грунт содержат различные химические реагенты, влагу и обладают ионной электропроводностью. Это делает их корро-зионноактивными средами по отношению к металлическим конструкциям. В подавляющем большинстве случаев подземная коррозия происходит по электрохимическому механизму с катодным процессом восстановления кислорода при диффузионном контроле. Перенос кислорода к поверхности металла осуществляется течением газообразной или жидкой фаз, конвективным перемешиванием этих фаз или диффузией кислорода в газообразной или жидкой фазе.

При большом разнообразии природных вод от чистых деминерализованных источников, речной и морской воды до подземных вод из геотермальных скважин с содержанием солей до 100 г/л и с температурой до 200—250 °С коррозия металлов в большинстве случаев протекает по электрохимическому механизму с катодным процессом восстановления кислорода.

Если система случайных величин {п, та, ..., ТА, ...} является независимой и одинаково распределенной, то процесс называется простым процессом восстановления. Это означает, что замена элемента осуществляется идентичным ему элементом (например, перегоревшая электролампа заменяется такой же новой) или после ремонта элемент полностью восстанавливает первоначальные свойства. В этом случае распределения сроков службы после каждого восстановления остаются одни и те же.

Если же случайные величины n, ta, ..., т/г> ... имеют различные распределения, то такой процесс называется общим процессом 'восстановления. Это означает, что после каждого восстановления (замены или ремонта) параметры распределения времени безотказной работы изменяются. Частным случаем общего процесса восстановления является рассматриваемый нами в дальнейшем процесс, в котором функция F(t) распределения времени до первого восстановления (ремонта) отличается от функции G (t) распределения времени между последующими восстановлениями (ремонтами), причем между всеми последующими она остается одной и той же. Это означает, что все межремонтные сроки распределены одинаково, но отличаются от доремонтных.

процесс функционирования системы (элемента) можно представить как последовательность состояний работы и восстановлений. Такой процесс называется процессом восстановления [13]. Если время восстановления пренебрежимо мало по сравнению с временем работы системы (элемента), то будем полагать, что восстановление происходит мгновенно (рис. 1.1). Этот процесс назовем процессом с мгновенным временем восстановления.

Моменты отказов щ, (i2, ... и момент восстановлений яь Я2, ... образуют случайный поток, который будем называть процессом восстановления с конечным временем восстановления. Рассмотрим основные характеристики этого процесса.

Значительное число экспериментальных работ посвящено извлечению меди и никеля из шлаковых систем цементацией их чугуном или железом [ 249 — 257], Установлено, что процесс цементации в расплавах лимитируется скоростью диффузии ионов, в связи с чем скорость процесса значительно возрастает при перемешивании расплава каким-либо инертным газом. Показано, что извлечение меди, никеля и кобальта при цементации их в расплавах достигает 96 - 98 % при температуре 1350 - 1400°С и времени процесса 30 мин. Содержание меди в металлической фазе может доходить до 4 — 10 %. При цементации цветных металлов чугуном в металлическую фазу попутно извлекается из шлаковой фазы часть железа (до 35 — 70 %), что свидетельствует о сочетании электрохимического процесса цементации с химическим процессом восстановления окислов Шлаковой фазы углеродом чугуна. Цементацию свинца в хлоридных расплавах цинком и чугунной стружкой изучали в работах [ 258 -261]. Установлена возможность высокого извлечения свинца. В работе [ 262] показана возможность цементации свинца железом из галенита и свинцо-