Процессов растворения

Специфические свойства пористых материалов позволяют наряду с интенсивным теплообменом организовать протекание целого ряда других важных процессов . Рассмотрим некоторые представляющие интерес примеры.

Задачу об учете отклонений формы изделий при расчете границ регулирования технологических процессов рассмотрим в следующей постановке.

Для построения такой элементарной теории этих процессов рассмотрим полое тело с осью /, ограниченное с боков поверхностью любой призматической или цилиндрической формы, образующая которой параллельна оси / (рис. 1). Внутри этой поверхности помещена пористая равномерно распределенная по всему объему тела набивка (насадка), которая имеет по всей длине сквозные криволинейные каналы или поры. Для характеристики геометрических свойств такого тела рассмотрим: степень пористости набивки ф0 и коэффициент развитости поверхности набивки. Первый представляет отношение суммы свободных объемов каналов или пор на элементе длины dl к элементарному объему dV0 = F0 dl всего теплообменника.

После того как определены движущие силы процессов, рассмотрим подробнее физическую модель тепло- и массообмена и особенно распределение температур и концентраций в газе и пограничном слое между частицами жидкости и движущимся встречно газом. Примем, что при движении частиц жидкости их температура изменяется от начальной tx.„ до конечной /ж. к. Количество теплоты, переданной жидкостью, определяется по формуле

Рассмотрим некоторые пояснения по обобщаемым алгоритмам. Алгоритм интегрирования уравнений с последовательным исключением высокочастотных составляющих практически целиком совпадает с аналогичным алгоритмом для стационарных систем. Особенности связаны лишь с выбором шага интегрирования и его переменностью после завершения процессов всех высокочастотных составляющих. Изменять шаг после этого момента следует в связи с изменением постоянных времени первой составляющей процессов.

Для анализа физических особенностей этих процессов рассмотрим результат экспериментального исследования [70]. Опыты проводились при движении пара в прямых горизонтальных трубах с внутренним диаметром dB = 0,00285 ... 0,01 м, при давлениях пара от 0,4 до 21,6 МПа, скоростях рсо = 400 ... 4000 кг/(ма-с) и плотностях теплового потока q = 2-104 ... 1,6-107 Вт/м2. По всей длине экспериментального участка наблюдалось турбулентное течение жидкой и паровой фаз, которое существует, когда число Рейнольдса, рассчитанное по параметрам насыщенного потока жидкости, превышает 2-Ю3.

Гидравлическое моделирование нестационарных тепловых процессов рассмотрим для случая теплопередачи через однослойную стенку, которая с одной стороны нагревается, а с другой— охлаждается средами различной температуры. Теплообмен стенки со средами происходит согласно 'несимметричным граничным условиям третьего рода (см. гл. 4). Разобьем условно рассматриваемую стенку на ряд элементарных слоев и каждый слой заменим пьезометром, которые соединим между собой. В результате имеем цепочку сообщающихся между собой пьезометров. Если на концах такой гидравлической цепи присоединить емкости с жидкостью, то получим гидравлическую модель (рис. 5-2).

Для аналитического исследования этих довольно сложных процессов рассмотрим баланс вещества в системе. Любое нарушение равенства .между притоком и стоком должно вызывать изменение наполнения trip, что выражается следующей зависимостью:

Два указанных направления дополняют друг друга и базируются на теории случайных процессов. Рассмотрим вкратце основные сведения из математической теории случайных процессов, необходимые для решения задач технической диагностики.

Рассмотрим второю из приведенных выше моделей случайных процессов. В случае, если гармонические составляющие связаны в единый звукоряд гармоник периодической фу нкции с периодом Т0 и известной начальной фазой, т. е. ^ °* cos (Q** +

Исследование переходных процессов. Рассмотрим колебания, возникающие в упругой муфте при разбеге машины. Предположим, что закон движения ротора ф(г) является заданным; это соответствует предположению об идеальности характеристики двигателя. При исследовании разбега обычно можно пренебречь переменными компонентами /м (q) и MC (q, q), в этом

Распространение известного механизма коррозионного растрескивания [47, 52, 63, 130, 150] на случай взаимодействия железа с карбонат-бикарбонатными средами привело к появлению "карбонатной теории" [214], предполагающей, что для распространения коррозионной трещины необходимо, чтобы скорость растворения металла в ее вершине была больше, чем скорости любых других процессов растворения, имеющих место на открытых поверхностях металла и стенках трещины. Такой механизм реализуется при покрытии поверхности металла любой защитной пленкой, включая пассивирующую. Рассматриваемая теория предполагает,

Распространение известного механизма коррозионного растрескивания на случай взаимодействия железа с карбонат-ОикарСонатнши оредаьл привело к появлению карбонатной теории КР, предполагающей, что для распростоанения коррозионной трещины необходимо, чтобы скорость растворения металла в ее вершине была больше, чем скороэти любых других процессов растворения, имеющих место на открытых поверхностях металла и стенках трещины. Такой механизм реализуется при покрытии поверхности металла любой защитной пленкой, включая пассивирующую. Рассматриваемая теория предполагает, что защитной является пленка магнетита. Растрескивание возможно только в интервале потенциалов активно - пассивного перехода, который может быть' определен по диаграмме Пурбе как область, в которой обеспечивается термодинамическая возможность протекания процесса превращения ионов двухвалентного железа в магнетит по реакции

v°, и°, о°— скорости парциальных процессов растворения карбидов, диффузии углерода и кристаллизации графита.

Суммируя вклады в производство энтропии системы от механических, электрохимических и адсорбционных процессов, находим выражение для производства энтропии в единицу времени S при совместном протекании изотермических процессов растворения, пластической деформации и адсорбции:

Таким образом, область ядра дислокации растворяется чрезвычайно быстро, а периферийные участки значительно медленнее. Тем не менее вследствие конкуренции двух процессов: растворения деформированных объемов и поверхностных ступенек («двумерных зародышей»), имеющих ортогональные векторы скорости, травление может идти в глубину (образуются «туннели») и распространяться в ширину (возникают плоскодонные ямки травления, особенно после ухода дислокаций из данного места). Какой из процессов окажется преобладающим, зависит от соотношения между нормальной скоростью растворения RB (в глубину) и тангенциальной скоростью R.A (вдоль поверхности). Если RB С RA< то возникает «плоскодонная» ямка травления, которая после перемещения ступени исчезает. Наоборот, при RB > RA образуется тонкий «туннель» вдоль дислокации. Нормальная скорость RR пропорциональна частоте появления двумерных- зародышей [20], а тангенциальная RA характеризует скорость их расширения при перемещении ступеней. Отношение R&/RA можно регулировать введением в раствор ингибирующих и стимулирующих примесей, избирательное действие которых аналогично действию полирующих электролитов. Примеси, находящиеся в металле, могут оказывать двоякое действие: с одной стороны, при

Суммируя вклады в производство энтропии системы от механических, электрохимических и адсорбционных процессов, находим выражение для производства энтропии в единицу времени S при совместном протекании изотермических процессов растворения, пластической деформации и адсорбции:

Таким образом, модель атмосферной коррозии должна отражать как структуру физико-химических процессов растворения металла, так и структуру связей в поле-метеорологических элементов, влияющих на отдельные

Вследствие процессов растворения одного из компонентов и повторного выделения его при изотермических или циклических отжигах, поверхности раздела в эвтектических композициях, упрочненных монокарбидами тантала, гафния или ниобия, утрачивают свою стабильность. На рис. 22 показана микрофотография боковой поверхности нитевидного кристалла ТаС после термоциклиро-вания эвтектики Со (Cr, Ni) — ТаС в интервале 1100° С ^ 400° С в течение 2000 циклов. Первоначально гладкие боковые поверхности усов после термоциклирования превращаются в зазубренные. Естественно, такое изменение морфологии нитевидных кристаллов в первую очередь отражается на механических свойствах. Нестабильность поверхностей раздела иного рода может быть связана с растворением упрочняющей фазы в процессе получения композиции или при высокотемпературных испытаниях. Например, жаропрочные композиции на основе никеля или ниобия армированные вольфрамовой проволокой, получают вакуумной пропиткой расплавом. Уже при заливке вольфрамовая арматура

Следует также подчеркнуть, что авторы не разделяют точку зрения о существовании единственного процесса, вызывающего КР. В действительности есть случаи как чистых процессов растворения, так и чистого водородного охрупчивания, которые вместе с другими примерами образуют то, что в целом называют коррозионным растрескиванием под напряжением. Во многих случаях имеется вклад обоих упомянутых процессов. В данной главе сделан акцент на процессы, связанные с присутствием водорода, чтобы в наибольшей мере использовать то новое, что появилось в понимании водородного охрупчивания, однако это не следует истолковывать как механическое выделение одной части из целого.

Полезно рассмотреть отдельно данные об улетучивании из растворов и растворимости вещества в паре. Для этих данных были получены полуэмпирические соотношения при рассмотрении процессов растворения как реакции сольватации. Расмотрим представление о взаимодействии молекулы вещества с т молекулами воды с образованием комплекса, растворимого в паро-

Очевидно, что возможность обратного процесса кристаллизации будет возрастать с повышением концентрации раствора. Но по мере того, как мы будем всыпать в стакан еще порции поваренной соли, наступит момент, когда растворение ее как бы прекратится, т. е. когда скорость обоих процессов (растворения и кристаллизации) выровняется. При этом в единицу времени будет приблизительно столько же молекул соли переходить в раствор, сколько их будет выделяться на кристаллах соли. Растворы, имеющие такую предельную концентрацию растворенного вещества, называют насыщенными растворами. При достижении такого состояния в стакане наступит так называемое динамическое равновесие между твердой солью и ее насыщенным раствором в воде, в результате которого нам будет казаться, что процесс растворения прекратился.