Вывоз мусора: musor.com.ru
Главная | Контакты: Факс: 8 (495) 911-69-65 |

Равновесной температуре



Охлаждение жидкости ниже равновесной температуры кристаллизации называется переохлаждением.

Рис. 192. Состав эвтектоида в зависимости от степени переохлаждения ниже равновесной температуры Ai

При высоких температурах, т. е. при небольшом переохлаждении относительно равновесной температуры рч^а-перехода, превращение происходит обычным диффузионным путем, а при значительном переохлаждении и, следовательно, при низкой температуре, когда подвижность атомов мала — по бездиффу-

Следовательно, процесс кристаллизации может протекать только при переохлаждении металла ниже равновесной температуры Тпл. Разность между температурами 7ПЛ и Т„, при которых может протекать процесс кристаллизации, носит название степени переохлаждения: АГ = ТПЛ ~ Тк (рис. 16).

С увеличением скорости охлаждения степень переохлаждения возрастает (кривые и2, и3) и процесс кристаллизации протекает при температурах, лежащих ниже равновесной температуры кристалли

Как и при кристаллизации из жидкой фазы, для того чтобы полиморфное превращение протекало, нужно некоторое переохлаждение (или перенагрев) относительно равновесной температуры, чтобы

точки fe] — /г6 провести кривую, то она будет характеризовать средний состав кристаллов а при данной скорости охлаждения. При температуре tt в условиях равновесия фаз выбранный сплав должен затвердеть. В неравновесных условиях этого не произойдет, так как в сплаве останется жидкая фаза, количество которой определится из соотношения (tjijm^k^ 100%. Сплав затвердеет тогда, когда средний состав а-фазы будет соответствовать составу взятого сплава. Это произойдет при температуре /6, когда периферийные зоны кристаллов будут иметь состав, отвечающий 50 % компонента В (см. рис. 57, а). Следовательно, в неравновесных условиях сплав затвердевает ниже равновесной температуры затвердевания. Линию /гх — kb называют линией неравновесного солидуса. Каждый сплав при заданной скорости охлаждения характеризуется своим неравновесным солидусом.

Увеличение концентрации примеси перед фронтом кристаллизации приводит к снижению температуры ликвидуса. При этом возникает область концентрационного переохлаждения ЛГ (рис. 12.10), поскольку из-за изменения состава / этого слоя меняется и температура кристаллизации 2. Фактическая температура 3 расплава, зависящая от сложившихся температурных условий кристаллизации, может быть ниже равновесной температуры 2, что вызывает переохлаждение 4 и обеспечивает возможность кристаллизации.

Как и при первичной кристаллизации для полиморфных превращений необходимо переохлаждение или перегрев относительно равновесной температуры. По своему механизму это кристаллизационный процесс, осуществляемый путем образования зародышей (как правило, на границах зерен) и последующего их роста. В результате образуются новые кристаллические зерна, имеющие другой размер и форму. Скачкообразно изменяются все свойства: удельный объем, теплоемкость, теплопроводность, механические и химические свойства.

При температурах выше равновесной тем'пературы плавления Т„ меньшей свободной энергией обладает жидкая фаза, а ниже этой температуры - твердая фаза. При температуре Т„ обе фазы могут существовать одновременно. Процесс кристаллизации при этой температуре еще не начинается. Он может протекать только при переохлаждении металла ниже равновесной температуры Тп, когда возникает разность свободных энергий ДО (при температуре кристаллизации Тк).

На рис. 6.5 в координатах р — t схематически изображены небольшие участки кривых упругости пара над плоской поверхностью раздела фаз (^->оо, кривая /) и над вогнутой радиусом R (кривая 2). При >R->oo равновесной температуре насыщения tn отвечает давление р. При той же температуре жидкости давление пара над вогнутой поверхностью меньше давления р на А\р~. Чтобы повысить числовую плотность молекул в паровом пространстве и тем самым увеличить давление пара над вогнутой поверхностью до давления р, нужно сообщить молекулам жидкости некоторое дополнительное количество энергии, увеличив ее температуру. Необходимый перегрев жидкости Д]? относительно равновесной температуры насыщения на рис. 6.5 определяется отрезком АВ.

туры Г,1Л более устойчив жидкий металл, имеющий меньший запас свободной энергии, а ниже этой температуры устойчив твердый металл. При температуре Гпл величины свободных энергий жидкого и твердого состояний равны. Температура Гпл соответствует равновесной температуре кристаллизации (или плавления) данного вещества, при которой обе фазы (жидкая и твердая) могут сосуществовать одновременно и притом бесконечно долго. Процесс кристаллизации при этой температуре еще не начинается. Он развивается в том случае, если созданы условия, при которых возникает раз-

Чем больше скорость образования зародышей и чем больше скорость их роста, тем быстрее протекает процесс кристаллизации. При равновесной температуре кристаллизации (Тпл) число зародышей и скорость роста равны нулю, поэтому кристаллизации не происходит (рис. 22). При увеличении степени переохлаждения скорость

Кинетика диффузионного превращения. Диффузионное превращение происходит по механизму «образование зародыша и рост новой фазы». Этот тип превращения подчиняется тем же общим закономерностям, что и процессы кристаллизации жидкости (см. гл. 12). Существуют некоторые особенности, связанные с твердым состоянием исходной и образующейся фаз и относительно низкой температурой превращений. Образование зародышей критических размеров сопровождается увеличением свободной энергии системы, равным /3 поверхностной энергии зародышей (остальные две трети компенсируются уменьшением объемной свободной энергии). Возникновение зародышей обеспечивается в результате флуктуационного повышения энергии в отдельных группах атомов. При превращении в сплавах образуются фазы, отличающиеся по составу от исходной, поэтому для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации. Последнее затрудняет образование зародышей новой фазы, особенно если ее состав сильно отличается от исходной. Другой фактор, затрудняющий образование зародыша новой фазы, связан с упругой деформацией фаз, которая обусловлена различием удельных объемов исходной и образующейся фаз. Энергия упругой деформации увеличивает свободную энергию и, подобно поверхностной энергии, вносит положительный вклад в баланс энергии. Критический размер зародышей и работа их образования уменьшаются с увеличением степени переохлаждения (или перегрева) по отношению к равновесной температуре 7*р*, а также при уменьшении поверхностной энергии зародыша.

На рис. 6.5 в координатах р — t схематически изображены небольшие участки кривых упругости пара над плоской поверхностью раздела фаз (^->оо, кривая /) и над вогнутой радиусом R (кривая 2). При >R->oo равновесной температуре насыщения tn отвечает давление р. При той же температуре жидкости давление пара над вогнутой поверхностью меньше давления р на А\р~. Чтобы повысить числовую плотность молекул в паровом пространстве и тем самым увеличить давление пара над вогнутой поверхностью до давления р, нужно сообщить молекулам жидкости некоторое дополнительное количество энергии, увеличив ее температуру. Необходимый перегрев жидкости Д]? относительно равновесной температуры насыщения на рис. 6.5 определяется отрезком АВ.

В зоне ухудшенного'теплообмена термодинамическое межфазо-- вое равновесие нарушается, так как теплота, подводимая к потоку, расходуется здесь не только на испарение капель жидкости, но и на перегрев части пара. В зависимости от значений режимных параметров (рш, р, q) соотношение между количествами теплоты, идущими на перегрев пара и на испарение жидкости, может меняться в широких пределах. Поэтому в этих условиях расчет па-росодержания х по уравнению теплового баланса без учета теплоты, затраченной на перегрев пара, не дает истинного значения х, а коэффициенты теплоотдачи, определенные по равновесной температуре насыщения, могут оказаться много меньше их значений, вычисленных для эквивалентного массового расхода чистого пара.

& — температура материала, принимавшаяся одинаковой по всему слою и равной равновесной температуре газа на выходе из слоя.

Интересно отметить, что и замедленное движение частиц, а тем более отсутствие движения их в нижней части плохо псевдоожиженного слоя приводят к снижению эффективного коэффициента теплообмена против действительного значения а. Дело в том, что, как мы видели, подсчет эффективных коэффициентов теплообмена ведется при допущении о равенстве температуры материала по всему псевдоожиженному слою низкой равновесной температуре. Если же 'в действительности из-за плохого перемешивания частиц в нижней части слоя будет сильный перегрев материала, то подсчитанный расчетный температурный напор будет завышен, а эффективное значение коэффициента теплообмена—занижено. В установке Циборовского и Рошака [Л. 789] наблюдался заметный перегрев материала в нижней части псевдоожиженного слоя.

Физические параметры газа-теплоносителя в ориентировочных расчетах можно принимать соответствующими равновесной температуре. В псевдоожиженных слоях непрерывного действия, т. е. при непрерывных подаче и разгрузке материала из слоя, расчет теплообмена, казалось бы, должен осложниться различием во времени

током низкого напряжения полой трубы из стали 1Х18Н9Т. Температура внутренней поверхности трубы принималась равной равновесной температуре воздуха, замерявшейся расположенной вдоль оси трубы термопарой. При вертикальном расположении рабочей трубы термопара была подвижной, что давало возможность измерять температурное поле по высоте трубы. В остальном методика

Выпаривание растворов в АПГ протекает при равновесной температуре (температуре «мокрого» термометра), которая

Таким образом, даже при значительной величине относительного переохлаждения А0Т относительный перегрев капли 8 Т" получается очень малым. Например, при А „Т = 20° найдем 6Ts=const % 0,8° и 67^,=const % 0,3°. Следовательно, можно сделать вывод, что в обоих случаях температура капли близка к равновесной температуре Tsg.




Рекомендуем ознакомиться:
Расстояние объектива
Расстояние пройденное
Расстояние увеличивается
Радиационной теплопроводности
Рассуждения относятся
Растягивающего напряжения
Растягивающих остаточных
Растяжения материала
Растяжение материала
Растяжение применяют
Растяжении материала
Растяжении перпендикулярно
Растяжении твердость
Растянутой плоскости
Радиационное распухание
Меню:
Главная страница Термины
Популярное:
Где используются арматурные каркасы Суперпроект Sukhoi Superjet Что такое экология переработки нефти Особенности гидроабразивной резки твердых материалов Какие существуют горные машины Как появился КамАЗ Трактор Кировец К 700 Машиностроение - лидер промышленности Паровые котлы - рабочие лошадки тяжелой промышленности Редкоземельные металлы Какие стройматериалы производят из отходов промышленности Как осуществляется производство сварной сетки