Переохлажденный пар

Практически для особо чистых веществ возможно осуществление участков волнообразной кривой AQ и DB. В первом случае имеют место неустойчивые состояния перегретой жидкости, а во втором— переохлажденного пара. Участок же кривой QRD вообще осуществлен быть не может, так как это противоречит условию термодина- [c.42]

Используя численные данные предыдущей задачи и считая водяной пар идеальным газом, оценить критический радиус капли в переохлажденном паре, находящемся при давлении Р = 1,1 атм и температуре Тд = 100° С. [c.143]

Для создания переохлажденного пара поршень быстро выдвигают. [c.145]

Показать, что участок ВС на кривой Ван-дер-Ваальса (рис. 21) соответствует метастабильному состоянию переохлажденного пара, а участок FE, характеризуя метастабильное состояние жидкости, не соответствует перегретой жидкости. [c.134]

Условия (6.16), (6.17) обеспечивают устойчивость равновесия по отношению к небольшим флуктуациям. При больших флуктуациях, когда начинают выступать неучтенные особенности поверхности флуктуационных зародышей, эти условия оказываются недостаточными. Например, в состояниях переохлажденного пара или перегретой жидкости условия 6.16) выполняются, хотя эти состояния устойчивы только при образовании во время флуктуаций плотности небольших зародышей новой фазы, а при флуктуациях с образованием больших зародышей однородные системы распадаются на две фазы. Это обусловлено особой ролью поверхностной энергии зародышей (которую мы до сих пор на учитывали) при малых каплях образование их приводит к увеличению свободной энергии F системы, поэтому эти капли исчезают при больших зародышах образование их может привести к уменьшению F, что ведет к разделению системы на две фазы, указывая на метастабильность однородной системы (см. 57). [c.109]

Степень перегрева жидкости при кипении и переохлаждения пара при конденсации. С помощью уравнения (4.15) можно определить, как будет изменяться при постоянном давлении одной из фаз температура фазового перехода с изменением радиуса кривизны поверхности раздела. [c.228]

Это значит, что при Р = 1 в процессе испарения (У > 0) образуется переохлажденный пар Г"(0) <. [c.72]

Радиус растущей, т. е. жизнеспособной капли, являющейся зародышем жидкой фазы в переохлажденном паре, должен также превышать критический радиус а [c.87]

Кинетическое уравнение (1.7.14) можно представить также в виде, 13 котором явно фигурируют характеристики метастабильности (перегрева жидкости или переохлаждения пара) Ар и АТ [c.131]

Остановимся на физике образования капель тумана. В переохлажденном паре из-за случайных флуктуаций возникают капли малого размера. Однако давление пара над каплей отличается от давления над плоской поверхностью на величину давления поверхностного натяжения, обратно пропорционального радиусу капли. Это дополнительное поверхностное натяжение стремится испарить каплю и препятствует конденсации при небольших пересыщениях и хорошей очистке от пыли- [c.505]

Формула (5.14) позволяет вычислить степень переохлаждения пара при конденсации его в условиях неизменного давления. [c.382]

Зависимость химического потенциала от температуры представлена на рис. 4.6. Точка А соответствует состоянию равновесия между насыщенным паром и водой при р и Т -, для точки А цД.Он, Гн)=р."(Рн, Гн) =—237 кДж/кг. Левее точки А химический потенциал воды Цн меньше химического потенциала пара Цц. Например, если бы переохлажденный пар с температурой 170 °С (точка В) находился в контакте с водой, имеющей ту же температуру (давления фаз одинаковы по условию примера), то условия теплового и механического равновесия соблюдались бы [см. формулы [c.129]

Конденсация может происходить как в объеме пара, так и на охлаждаемой поверхности теплообмена. В первом случае образование конденсированной фазы может происходить самопроизвольно при значительном переохлаждении пара относительно температуры насыщения и на холодных жидких или твердых частицах, вводимых в пар. [c.263]

Соответственно критическое переохлаждение пара Л к в случае сферических пленок описывается уравнением [c.286]

Первый член правой части уравнения учитывает капиллярные эффекты первого рода (поверхностное натяжение), второй — расклинивающее давление. Если существующее переохлаждение пара АТ боль- [c.286]

Для того чтобы исключить отсюда удельный объем v. , выразив его через р2 и Т. , требуется располагать уравнением состояния переохлажденного пара. Приближенно будем считать, что уравнение вида pv = RT справедливо вплоть до верхней пограничной кривой в таком случае [c.43]

Как известно, в области малых давлений эта зависимость довольно хорошо согласуется с опытом. Ее можно, как показывают расчеты, применить и в области высоких давлений, понимая под R не газовую постоянную, а величину, специально вычисленную для каждого узкого интервала давлений. Распространим уравнение pv = RT на переохлажденный пар, поскольку его удельный объем и давление во многих случаях мало отличаются от значений v" и / на пограничной кривой при этом допущении [c.43]

Подставив значение в формулу Кельвина, получим после несложных преобразований зависимость между равновесным удельным объемом переохлажденного пара [c.43]

В этом диапазоне параметров выражение удельного объема переохлажденного пара (при > 1 мкм) можно записать в такой форме [c.44]

Таким образом, для определения J требуется знать состояние перенасыщенного пара. Как видно из (4-15 ), на величине J резко сказывается степень перенасыщения. С увеличением отношения р/р или АТ = T —Т уменьшается радиус равновесного зародыша входящий во второй степени в показатель экспоненты, в связи с чем J интенсивно растет. При фиксированном перенасыщении (или переохлаждении) пара скорость образования капель критического размера нарастает с увеличением абсолютной величины давления, так как при этом в показателе степени е убывает комплекс оЩ/Т и одновременно растут сомножители и p/RT. [c.132]

Таким образом, при расчете параметров ускоряющегося изоэнтропийного потока следует различать три э апа процесса. В области дозвуковых режимов течения определение характерных величин можно, по-видимому, производить по соотношениям, описывающим движение без обмена массой между фазами системы. В интервале интенсивного образования в переохлажденном паре зародышей конденсированной фазы и вплоть до возникновения скачка конденсации для расчета могут быть использованы методы, приведенные в настоящей главе. Наконец, в области за скачком конденсации, сопровождающимся восстановлением термодинамического равновесия системы, параметры потока можно рассчитать с помощью соотношений (3-7) — (3-9) и уравнения кривой упругости. [c.156]

Аналогичные явления наблюдаются и при изотермическом расширении или сжатии вещества (рис.6.11). В то время, как равновесная изотерма изображается линией АВЕЕ, переход жидкости в пар может начинаться при меньших давлениях, в области между точками В и С, а обратный переход пара в жидкость—при больших давлершях, в области между точками Е и О. Участок изотермы ВС соответствует, таким образом, перегретой жидкости, а участок 0 — переохлажденному пару. [c.131]

Мы видим, таким образом, что переохлажденный пар устойчив по отношению к малым флуктуациям плотности, приводящим к образованию капель малого радиуса, но неустойчив по отношению к большим флуктуациям. Такое состояние назьтают метастабиль-ным, в отличие от полностью стабильных состояний, которые устойчивы по отношению к флуктуациям любой величины. [c.135]

В условиях предыдущей задачи вместо паров спирта — пары ацетона при 100 С и давлении на 20% ниже давления перехода. Для ацетона ц = 58, Q = 520 дж/г, ] = 10. Приведет ли адиабатическое распшрение к переохлаждению пара [c.146]

Напомним, что аналогичная ситуация наблюдается н в переохлажденных парах, где зародышами служат частицы пыли и ионы. Нечто подобное происходит и в сверхпроводниках, где зародышами могут служить дефекты металла. Существование связи между дефектами и переохлаждением было убедительно доказано Фабером [37]. В его залючательных опытах оловянный стержень, на котором в различных точках располагались короткие катушки, помещался в продольное магнитное поле и слегка переохлаждался. Пропуская ток через одну нз катушек, можно было снизить поле в некоторой области образца до значений, лежащих еще ниже критического, пока в этой области не начинала быстро расти сверхпроводящая фаза, заполняя весь образец. Степень переохлаждения очень сильно менялась от точки к точке это доказывает, что процесс образования зародышей в данной области обусловлен местным дефектом. Переохлаждение образца в цо.лолс определяется самым слабым местом, что и объясняет малость обычно наблюдаемого переохлаждения. Минимальное значение S для олова равно 0,45. [c.658]

Как известно, в устойчивом равновесии всякая сйстема в зависимости от характера внешних условий имеет минимум одного из своих термодинамических потенциалов и при изменении этих условий переходит из одного устойчивого состояния в другое. Например, когда воде сообщается теплота при нормальном атмосферном давлении, то она или нагревается, или закипает и частично переходит в пар, как только ее температура достигает 100° С. Однако известно также, что путем очистки жидкости можно добиться ее перегрева и фазовый переход не наступит даже при температуре, заметно превышающей температуру кипения при данном давлении. Аналогично обстоит дело и в случае других фазовых переходов первого рода в чистом паре затягивается конденсация (переохлажденный пар), в чистой жидкости или растворе затягивается переход в кристаллическое состояние (пересыщение). [c.229]

Однако участки ЛВ и D на изотермах можно воспроизвести экспериментально только при использовании очень чистых жидкостей и газов. Вещество на этих участках находится в виде перегретой жидкости и перенасыщенного (переохлажденного) пара. Такие состояния, когда вещество остается воднофазном состоянии н не распадается на фазы, называются метастабильными. Главная ценность уравнения Ван-дер-Ваальса состоит в том, что оно качественно правильно описывает непрерывность перехода из жидкого состояния в газообразное и дальнейшее развитие уравнения состояния пошло по пути уточнения расчетов и усовери]енствования его тео()ии. [c.105]

Существование метастабильных состояний вещества связано с тем, что по обе стороны кривой фазового равновесия каждая из фаз является сама по себе устойчивой, поскольку условия устойчивости однородного тела О и дp дv) J -<0 здесь выполняются. Так, например, жидкое состояние, будучи вполне устойчивым выше кривой фазового равновесия, будет в некоторой степени устойчивым и несколько ниже этой кривой. Аналогично газообразное состояние, являясь вполне устойчивым ниже кривой фазового равновесия, будет обладать некоторой устойчивостью и несколько выше этой кривой. Поэтому жидкое состояние вещества может встречаться ниже кривой фазового равновесия, а газообразное состояние — выше этой кривой. Однако химический потенциал ф< > жидкого состояния ниже кривой фазового равновесия будет, как это видно на рис. 4.1, больше химического потенциала газообразного состояния, а выше кривой фазового равновесия, наоборот, химический потенциал жидкого состояния будет меньше химического потенциала газообразного состояния. Поэтому жидкое состояние вещества ниже кривой фазового равновесия (это состояние называется перегретой жидкостью) будет менее устойчивым по сравнению с газообразным состоянием и рано или поздно перейдет в последнее. Точно так же газообразное состояние выше кривой фазового равновесия, называемое пересыа нным паром (а иногда переохлажденным паром), будет менее устойчивым по сравнению с жидким состоянием. Область метастабильных состояний сравнительно невелика граница этой области на рис. 4.4 условно показана в виде двух штриховых линий Л 5 и А"В". [c.128]

Это означает, что фазы могут находиться в равновесии лишь при определенных (а не при произвольных) значениях р и Т. Совокупность точек р и Т, отвечающих равновесию фаз, на диаграмме, построенной в осях р и Т, образует кривую равновесия фаз. Если состояние тела с фазой 1 меняется вдоль линии, пересекающей кривую равновесия, то в точке пересечения линии изменения состояния с кривой равновесия наступит расслоение системы на две фазы (1 и 2), после чего тело перейдет в другую фазу 2. Очевидно, что вне кривой равновесия двух фаз устойчивой будет та из них, для которой термодинамический потенциал меньше. При этом, как установлено, при определенных условиях система может остаться однородной в состоянии с фазой I и после перехода через кривую равновесия в область, в которой равновесной должна быть фаза 2 (например, переохлажденный пар, перегретая жидкость). Возникающее состояние окажется ме-тастабильным. [c.250]

В практике часто встречаются процессы, в которых в исходном состоянии рабочая среда является однофазной, например в виде жидкости пли газа (пара), а и ходе исследуемого процесса создаются условия для появления повой фазы в виде пузырьков пли капель. Ниже кратко рассмотрены кинетические уравнения для описания зарождения центров (зародышей) пузырьков или капель, па межфазпых границах которых происходит соответственно испарение шга конденсация. Именно этими процессами определяется начальная стадия фазовых переходов в однофазных (в исходном состоянии) средах, например, в перегретых жидкостях (Ti>Ts(p)) плп переохлажденном паре Tg[c.127]

Для переохлажденного пара (р>рв), когда зародышами являются микрокапли и Pis = Pgs, P2S = Pis, получим [c.129]

Как видно из вышеприведенных уравнений, иитенсивиость гомогенного флуктуационного зародышеобразования очень сильно вырастает с ростом метастабильности, т. е. перегрева жидкости (АТ > О, Ар<0) или переохлаждения пара (АТ<6, Ар>0). [c.132]

Из-за малости ионизационного действия отдельной частицы для регистрации необходимо высокоэффективное усиление. Поэтому в ядерной радиотехнике широко используются импульсные радиотехнические усилители. Но на первой ступени усиления обычно радиотехнические усилители непригодны. В таких случаях используются усилители, главной частью которых является то или иное неустойчивое состояние физической системы переохлажденный пар, перегретая жидкость, газ в предразрядном состоянии и т. д. В этом отношении регистрационный прибор похож на заряженное ружье. Пролетающая частица, образно говоря, нажимает на спусковой крючок, высвобождая большую энергию, за счет которой и производится регистрация. [c.468]

В системе насыщенный пар — жидкость некоторую роль может играть испарение мелких капель в потоке пара в связи с иовышеиной кривизной их иоверхности. Такое испарение приводит к переохлаждению пара, что в свою очередь тормозит процесс испарения. С другой стороны, переохлажденный пар начинает конденспро-ваться на наиболее крупных каплях в потоке газа или на пленках жидкости, покрывающих стенки аппарата. Таким образом, полидисперсная система капель в потоке пара термодинамически неустойчива и ири достаточном времени пребывания капли должны полностью перейти на поверхность наименьшей кривизны — стенку барбо-тера. [c.282]

Изменение состояния пара вдоль линии (без конденсации) сопровождается более интенсивным снижением температуры, нежели при расширении по равновесной изоэнтропе Ьс. Иными словами, задержка конденсации в процессе расширения сопровождается переохлаждением пара его температура оказывается ниже температуры насыщения при данном давлении. Такой пар называют также перенасыщенным (пересыщенным) паром. Мерой перенасыщения служит отношение давления перенасыщенного пара р к давлению насыщения при той же температуре и плоской поверхности раздела фаз Другой характеристикой отклонения пара от термодинамически равновесного состояния служит величина переохлаждения. Мерой переохлаждения (при одинаковых давлениях) является разность между температурой насыщения if , отвечающей плоской междуфазовой поверхности, и температурой переохлажденного пара t. [c.111]

Следуя Осватичу [Л. 72], допустим, что пар содержит очень большое число посторонних взвесей 2 = 10 смГ . Пусть размер таких взвешенных частиц (пылинок и др.) на один-два порядка превышает критический размер зародышей, возникающих при флуктуации плотности, т. е. будем считать 1о — мм. Время протекания через сопло составляет обычно (1—3)-10 сек. [Л. 24, 72]. В таком случае при довольно значительном переохлаждении пара, достигающем 30° С, размер капель конденсата, выпавшего на взвесях, составит, согласно (4-23), % = 10 + + 4,3-10 " = 5,3-10 мм. Отсюда масса жидкой фазы, накопившейся за время прохождения потоком сопла, [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...