Степень пересыщения пара

Образование зародышевых капелек, как известно, весьма облегчается, если в паре имеются посторонние центры конденсации. При отсутствии их зародышевые капельки могут образовываться только вследствие флуктуаций плотности паровой фазы, т. е. скопления некоторого (вообще значительного) числа молекул. Малая вероятность подобных флуктуаций обусловливает задержку конденсации до некоторого предела и, как следствие этого, образование перенасыщенного пара с давлением, большим р . Экспериментальное изучение процесса конденсации показало, что степень пересыщения пара, т. е. отношение р р , достигает при нормальных условиях 3—5. [c.233]

Из выражения для а р следует, что чем больше давление основной фазы по сравнению с равновесным давлением над плоской поверхностью раздела (т. е. чем больше пересыщен пар или чем сильнее перегрета жидкость), тем меньше критический размер зародыша и тем быстрее может произойти переход начальной фазы во вторую. С удалением метастабильного состояния от состояния равновесия фаз, т. е. с увеличением степени пересыщения пара или степени перегрева жидкости, критический радиус зародыша новой фазы уменьшается, а вероятность появления зародыша размером больше критического возрастает. [c.233]

Данные таблицы хорошо согласуются с результатами, полученными в двух других научных группах (см. [18]) при использовании иных методов анализа. Как следует из этих данных, при высокой интенсивности испарения скачки температуры и плотности пара у межфазной границы становятся соизмеримыми с абсолютными значениями температуры и плотности. При (5 = 1 (данные табл. 1.3 приводятся для этого значения коэффициента испарения-конденсации) степень пересыщения пара столь высока, что вблизи межфазной поверхности еще прежде достижения предельной интенсивности испарения неизбежна объемная конденсация пара (так называемые скачки конденсации). Степень пересыщения пара очень сильно зависит [c.74]

При малых степенях пересыщения пара v i = v". Из-за малой сжимаемости жидкости практически всегда [c.381]

Из выражения для а р следует, что чем больше давление основной фазы по сравнению с равновесным давлением над плоской поверхностью раздела (т. е. чем больше пересыщен пар или чем сильнее перегрета жидкость), тем меньше критический размер зародыша и тем быстрее может произойти переход исходной основной фазы в новую. С увеличением степени пересыщения пара или степени [c.384]

Если насыщенный пар находится над твердой поверхностью, причем имеется полная смачиваемость поверхности твердого тела данной жидкостью, то можно показать, что работа образования пленки жидкости на этой поверхности равна нулю. Поэтому конденсация начинается на поверхности твердого тела, как только достигается состояние насыщения. Дальнейшая конденсация пара будет происходить на поверхности жидкой пленки. Таким образом, твердая частица или поверхность, покрытая тончайшей пленкой жидкости, будет играть роль капли, размер которой будет больше размера зародыша. Переохлаждения пара при этом наблюдаться не будет. Правда, нельзя сводить всю роль пылинок и коллоидных частиц при конденсации и испарении только к влиянию одних геометрических размеров. Это следует хотя бы из того факта, что конденсация пересыщенного пара начинается, как правило, на частицах, а не на стенках сосуда. Здесь большую роль играет смачиваемость поверхности. Если жидкость лишь частично смачивает поверхность твердого тела, образуя капли с конечным краевым углом, то работа образования капли будет составлять определенную долю работы образования капли в объеме. Однако даже в случае смачиваемой плоской поверхности, как будет показано в дальнейшем, требуется некоторая степень пересыщения пара, для того чтобы пленка оказалась способной к дальнейшему неограниченному росту. [c.36]

При большой степени пересыщения паров на поверхность приходит значительное число атомов. При этом ступеньки продвигаются и зарастают, пока не образуется плоскость. Для продолжения роста необходимо, чтобы образовалась новая ступенька, для чего требуется образование зародыша критического размера. Вероятность образования такого зародыша очень сильно зависит [c.180]

Как мы заметили, нестабильность системы вызывается присутствием капель, размер которых больше критического. Критический размер уменьшается по мере увеличения степени пересыщения пара (поскольку Р, при этом увеличивается), вследствие чего вероятность появления капель размером больше критического возрастает. Наконец, когда давление Р настолько возрастает, что критический размер становится порядка радиуса молекулы, вероятность образования капель с размером, превышающим критический, приближается к единице, так как такие капли возникают уже при случайном образовании связанного состояния нескольких молекул в результате хаотических столкновений. Дальнейшее пересыщение пара уже невозможно. [c.51]

Можно представить следующую последовательность процесса неравновесной конденсации. В начальной стадии процесса вблизи точки насыщения А степень пересыщения пара увеличивается, поскольку капли критического размера должны быть большими, а вероятность их образования мала. В связи с увеличением пересыщения размер критических зародышей уменьшается, а вероятность их возникновения растет. Ввиду быстрого убывания вероятности флуктуаций с возрастанием их размеров начало фазового перехода определяется вероятностью возникновения зародышей именно критического размера, в связи с чем при расчете неравновесной конденсации учитывается образование только этих зародышей. Далее за счет увеличения степени пересыщения в начальной стадии процесса конденсации зародыши, которые в начальный момент имели критический размер, через небольшое время окажутся больше критических, и их рост будет продолжаться. Скорость образования зародышей критического размера велика и составляет примерно частиц в единице объема, и поэтому несмотря на их малый размер (Гсг=10 см) общая поверхность, на которой происходит конденсация, достаточно велика. За счет быстрого образования зародышей и их дальнейшего роста происходит интенсивное увеличение массы жидкости и выделение тепла. Обычно величина /СрТ порядка единицы и поэтому появление даже небольшого количества жидкой фазы может заметно повлиять на параметры течения. Выделение тепла не только останавливает рост пересыщения, но и приводит к уменьшению степени пересыщения. Образование новых зародышей, которое в сильной степени зависит от величины пересыщения, сразу же прекращается, и в дальнейшем конденсация идет уже на вновь образовавшихся ядрах. [c.51]

Скорость образования ядер в значительной мере определяется степенью пересыщения пара, т. е. Р/Роо. Формула (2.84) и многие, аналогичные ей, получены в предположении стационарности процесса зародышеобразования без учета состояния среды — равновесности ее или неравновесности. В тепловых трубах при работе на звуковом пределе мощности, в особенности в зоне конденсации при сверхзвуковом течении пара, имеют место большие отрицательные осевые градиенты температуры. В зтих условиях вследствие быстрого роста переохлаждения пара по ходу потока количество центров конденсации резко возрастает и может иметь место объемная конденсация. Для жидкометаллических теплоносителей с большой относительной молекулярной массой (ртуть, свинец и др.) воз- [c.68]

Формальным сходством с детонационными волнами обладают конденсационные скачки, возникающие при движении газа, содержащего, например, пересыщенный водяной нар ). Эти скачки представляют собой результат внезапной конденса[(ии паров, причем процесс конденсации происходит очень быстро в узкой зоне, которую можно рассматривать как некоторую поверхность разрыва, отделяющую исходный газ от тумана — газа, содержащего конденсированные пары. Подчеркнем, что конденсационные скачки представляют собой самостоятельное физическое явление, а не результат сжатия газа в обычной ударной волне последнее вообще не может привести к конденсации паров, так как эффект увеличения давления в ударной волне перекрывается в смысле его влияния на степень пересыщения обратным эффектом повышения температуры. [c.689]

Вследствие этого в смачивающей стенку жидкости легко образуются разрывы ( кавитационные полости) жидкости у стенки, что и приводит к преимущественному возникновению паровых пузырьков на стенке, а не внутри жидкости для образования же паровых пузырьков на стенке требуются меньшие степени перегрева, чем для образования их в объеме жидкости. Равным образом облегчается образование зародышей жидкой фазы в насыщенном паре, а при полностью смачивающей стенку жидкости конденсация пара происходит непосредственно на стенках сосуда без образования зародышей и, следовательно, без пересыщения пара. [c.234]

Явление пересыщения почти всегда имеет место при адиабатическом истечении насыщенного, и слегка перегретого (в частности водяного) пара через сопла, вследствие чего для расчета процесса истечения необходимо знать как границу пересыщения, так и свойства пересыщенного пара. Кроме того, на, явлении пересыщения водяного пара и паров некоторых других жидкостей основано действие камеры Вильсона, являющейся одним из основных приборов атомной и ядерной физики, что также побуждало возможно подробнее исследовать границы пересыщения паров воды и некоторых других веществ. Тем не менее экспериментальных данных о степени пересыщения недостаточно. [c.237]

Предельная степень пересыщения водяного пара. [c.237]

При течении насыщенного водяного пара в соплах кроме скачков уплотнения, определяемых условиями (7-41), могут образовываться еще так называемые конденсационные скачки (рис. 7-13). Эти скачки связаны с возможностью пересыщения водяного пара при расширении его в сопле (которое с большой степенью приближения может считаться адиабатическим) и возникают в результате конденсации пересыщенного пара. [c.283]

В пограничном слое у поверхности трубок пересыщение пара цезия наступает раньше, чем в потоке. Однако, как показали расчетные оценки, степень этого пересыщения для условий проведения опытов в пучках небольшая, и туманообразование в пограничном слое не является заметным. Поэтому расчетное осаждение (без учета образования тумана в пограничном слое) оказалось близким к опытному. [c.282]

Пересыщенный пар характеризуется степенью пересыщения [c.21]

Даже для смачиваемой поверхности (Аст>0) и плоской поверхности стенки для конденсации и неограниченного роста пленки необходима некоторая степень пересыщения. Это связано с тем, что дальность действия молекулярных сил фактически больше, чем расстояние между соседними молекулами в твердых или жидких телах. Ввиду этого энергия испарения в случае тонкой пленки меньше, чем в случае толстой. Таким образом, толщина пленки играет в отношении энергии испарения, а следовательно, и давления насыщенного пара роль, аналогичную роли радиуса капелек. [c.38]

Отсюда следует, что в случае вещества, которое в жидком состоянии не смачивает или плохо смачивает стенки сосуда или поверхность пылинок, взвешенных в его паре, конденсация последнего требует некоторой степени пересыщения, так же как и при чисто объемном механизме конденсации. [c.38]

Характеристикой степени пересыщения, принятой в теории образования аэрозолей [13, 17, 18], является величина S, представляющая собой отношение парциального давления пара в газовой смеси р к давлению насыщенного пара над плоской поверхностью [c.86]

Размер зародыша существенно зависит от степени пересыщения раствора. Упругость пара над криволинейной поверхностью больше, чем над плоскостью. Чем меньше радиус кривизны, тем больше это добавочное давление и, следовательно, тем больше скорость испарения. Из двух капель жидкости маленькая будет скорее испаряться, а большая расти, т. е. на ней будут конденсироваться атомы из газовой фазы. Согласно Томсону, [c.172]

Широкое применение получили монокристаллические пленки, выращенные на кристаллических подложках и имеющие решетку, определенным образом ориентированную относительно решетки подложки. Такой ориентированный рост пленок называют эпитаксией, а сами пленки — эпитаксиальньши. Выращивание пленок из того же вещества, из которого состоит кристалл подложки, называют автоэпитаксией, выращивание из другого вещества — гетероэпитаксией. Для того чтобы был возможен эпитаксиальный рост пленки, необходима определенная степень соответствия кристаллической структуры материалов пленки и подложки. Иными словами, равновесные расстояния между атомами и их взаимное расположение в кристаллах пленки и подложки должны быть близкими. Кроме того, чтобы атомы в зародышах могли выстроиться в правильную структуру, они должны обладать достаточно высокой поверхностной подвижностью, что может быть обеспечено при высокой температуре подложки. Структурному совершенству зародышей способствует также низкая скорость их роста, которая достигается при малой степени пересыщения пара осаждаемого материала или его раствора (при эпитаксии из жидкой фазы). Особое значение для ориентированного роста имеют одноатомные ступеньки на подложке, заменяющие зародыши, так как на них адсорбированные атомы попадают в устойчивое состояние с высокой энергией связи. Эпитаксиальная пленка растет в первую очередь путем распространения ступенек на всю площадь подложки. Большую роль при этом играют винтовые дислокации (рис. 2.8). В простейшем случае онн представляют собой одноатомную, ступеньку, начинающуюся у оси [c.70]

Метастабильное состояние принято характеризовать следующими критериями для переохлажденного пара — степенью пересыщения пара, под которой понимается отношение плотности пара в данном состоянии к плотности насыщенного пара прп той же температуре, а для перегретой жидкости — величиной перегрева, под которой понимается разность между температурой жидкости в данном состоянии и температурой кппенпя жидкости при том же давлении. [c.213]

Достижимые в тех или иных условиях значения степени пересыщения пара или величины перегрева жидкости зависят от разнообразных причин, таких, как степень шероховатости поверхностп сосуда, в котором реализуется метастабильное состояние, степень загрязненности вещества, наличие внешнпх возмущений п т. д. В наиболее тщательно поставленных экспериментах удается достаточно глубоко проникнуть в область метастабильных состояний и приблизиться к спинодали. На рис. 6-40 в приведенных координатах t нанесено положение левой ветви спинодали (границы предельного перегрева жидкости) по результатам экспериментов с рядом углеводородов (и-пентан, п-гексан, ге-гептан, этиловый эфир). Пунктиром на этой тс, х-диаграмме нанесена линия насыщения. [c.213]

Вследствие непрерывного притока массы пара и разгона потока происходит понижение температуры по ходу потока вдоль зоны нагрева. А это, в свою очередь, может привести к пересыщению пара в потоке При определенной степени пересыщения пара возможно спонтанное зародышеобразова-ние — появление и рост капель. Степень пересыщения зависит,, в свою очередь, от интенсивности реакции диссоциации — рекомбинации. Поэтому необходимо рассматривать одновременно кинетику химического процесса зародышеобразования. [c.66]

Уравнение Ван-дер-Ваальса является уравнением третьей степени относительно объема V и поэтому имеет три корня все действительные (при низких температурах) или один действительный и два комплексных (при температурах Т > Тк). Изотермы, построенные по уравнению Ван-дер-Ваальса, изображены на рис. 6.10. Участок изотермы справа от точки а соответствует ненасыщенному (перегретому) пару, а участок вверх от точки е — жидкости, участки аЬ и ей — пересыщенному пару и перегретой жидкости участок Ьй, на котором (др1дй)х <С0, отвечает неустойчивым состояниям вещества. [c.198]

Значение константы а мож ет быть определено из опытных данных для предельной степени пересыщения. Если воспользоваться опытными даннылш для воды, полученными Бинни, и Вудсом при исследовании адиабатического истечения насыщенного водяного пара через сопла Лаваля, то а == 0,891 по опытным данным Флуда га имеет несколько большее значение. [c.237]

Если учесть, что радиус молекулы Н2О составляет 2,29. 10 см, а радиус зародышевой капли при t= 52° С равен в среднем 5,8- 10" см, то станет ясно, что центрами конденсации водяного пара являются скопления в 10—15 молекул. Это обстоятельство отчасти объясняет, почему формула для р/ра, основывающаяся на уравнении Ван-дер-Ваальса, приводит к правильным значениям предельной степени пересыщения. Действительно, так как зародыши представляют собой небольшие скопления молекул, причем число зародышей становится заметным лишь при предельной степени пересыщения, то во нсей области от точки насыщения до точки предельного пересыщения в пересыщенном паре отсутствуют сложные столкновения молекул (иначе говоря, группы, состоящие из значительного числа молекул, не образуются) и пересыщенный пар можно с достаточной степенью приближения рассматривать как газ, подчиняющийся уравнению Ван-дер-Ваальса (а при достаточно малых давлениях и уравнению Клапейрона—Менделеева). [c.238]

Конденсация водяного пара начинается обычно при степенях пересыщения (т. е. отношении р/р.), близких к 6. Такая высокая степень пересыщения достигается лимь при значительном расширении пара, т. е. за минимальным сечением сопла. [c.284]

Усы кадмия росли при Г1 = 330° и Га=250°, что соответствовало степени пересыщения около 20. Усы были длиной около 1 мк и очень тонки.ми. Цинковые усы росли при Г = 375° и Гг = 350°, т. е. степень пересыщения приблизительно равнялась 3. Длина усов была близка к 1 мм. Усы, выращенные при Г1 = 940° и Гг = 850°, были короткими, и их наибольшая длина не превыщала 0,1 мм, причем степень пересыщения приблизительно равнялась 10. Из этих данных следует, что рост нитевидных кристаллов путем осаждения паров происходит при малых степенях пересыщения. Однако размеры (длина) нитевидных кристаллов, выращенных по методике, онисанной выше, чрезвычайно малы. Усы большей длины можно получить, если в сосуд подавать под давлением инертный газ [170]. [c.101]

При расширении пара на последних ступенях паровых турбин также может наблюдаться процесс объемной конденсации водяного пара. Для возникновения объемной конденсации пар должен быть пересыщен (его плотность должна превышать плотность насыщенного пара). Мерой насыщения пара служит отношение давления пара р к давлению насыщенного пара в равновесии с жидкостью, поверхность которой плоская. При pips ll пар пересыщен, npnp/ps= 1 пар насыщен. Степень пересыщения p/ps, необходимая для начала объемной конденсации, зависит от наличия в паре мельчайших пылинок (аэрозолей), которые служат готовыми центрами конденсации. Чем чище пар, тем выше должна быть начальная степень пересыщения, [c.139]

Первая группа методов основана на использовании химических транспортных реакций и характеризуется тем, что кристаллизация осаждаемого металла в этом случае осуществляется из паров его галоидных соединений (иодидов или хлоридов). Для получения монокристаллов молибдена используются преимущественно, хлориды (см. главу V). В общем дислокационный механизм роста кристаллов из газовой фазы сводится к спиральному присоединению атомов на ступеньке, образованной винтовой дислокацией [21, 77, 125], и в зависимости от режима осаждения позволяет получить поли- и монокристалли-ческие осадки. Скорости химических процессов осаждения металлов в молекулярном, кинетическом или диффузионном режимах очень велики и не зависят от механизма массообмена. Характер кристаллизации и скорость роста кристаллов осаждаемого металла в основном определяется относительным пере-насыш,ением газовой фазы. Осадки в виде высокочистых монокристаллов растут при малых степенях пересыщения газовой фазы, в то время как средние степени пересыщения обеспечивают рост массивных поликристаллов. При высоких степенях пересыщения образуются порошки посредством гомогенного зарождения в газовой фазе. [c.81]

Следует отметить, что тепло- и массообмен во влажном газе при определенных условиях сопровождается туманообразова-нием — объемной конденсацией пара, связанной с появлением мельчайших капель жидкости, взвешенных в газопаровой смеси [2, 8, 9 . Это происходит тогда, когда парциальное давление Р пара в смеси становится больше давления насыщения Ps, то есть когда пар становится пересыщенным. Процесс объемной конденсации пара происходит скачком, с очень большой скоростью. Поскольку в аппаратах технических систем всегда есть центры конденсации (мелкие твердые частицы, газовые ионы и др.), то критическая степень пересыщения близка к единице и конденсация может начаться практически по достижении состояния насыщения газа. Туман плохо осаждается на поверхностях и является стоком пара и одновременно источником теплоты, которая выделяется при конденсации пара и расходуется на нагрев прилегающих слоев холодного газа. Более того, над поверхностью жидкости всегда есть слой насыщенного газа, в котором при переменной температуре слоя и наличии центров конденсации тумано-образование является неизбежным, так как зависимость Р = = /( ), определяемая кинетикой переноса массы и энергии, и зависимость Ps — f t), определяемая физическими свойствами жидкости, не совпадают. Совпадение давлений (Рп =Ps) имеет место только на верхней и нижней границах слоя, а между границами избыток пара переходит в туман. [c.24]

Конденсация паров на поверхности котельных труб, расположенных в области пересыщенного пара (7 )]. В этом случае одновременно протекают два процесса конденсация на поверхнорти труб и в объеме на золовых частицах как центрах конденсации. Расчет скорости конденсации пара на поверхности труб был бы затруднителен, если бы не существовало момента, значительно упрощающего расчет. По данным Всесоюзного теплотехнического института, при конденсации паров из топочных газов, образующихся от сжигания твердых топлив, практически отсутствует пересыщение, Тогда в расчетах скорости конденсации пара на поверхности труб с достаточной степенью точности можно принимать парциальное давление пара конденсирующегося вещества равным давлению насыщения при температуре газа и вести расчет по формуле [c.25]

Особо следует оговорить, что и в начальной части зоны I в области температур испарения около 35°С количество накипи отнюдь не равно нулю, хотя степень пересыщения здесь весьма мала. Объясняется это тем, что сравнивать интенсивность образования накипи можно лишь при одинаковых тепловых потоках, и если принять характеризующую поток разность температур греющего и вторичного пара равной 20° С (как в больщинстве судовых испарителей), то температура пристенного слоя рассола будет примерно на 10 град больше температуры рассола, и поэтому степень его пересыщения оказывается значительной. Кроме того, для сохранения тепловых потоков при низких температурах рассола необходимо ввиду повышенной его вязкости иметь более высокий температурный напор (во всяком случае между стенкой и основной массой рассола), в связи с чем количество накипи на 1 т дистиллята в этих испарителях достигает 20 г при удельном паросъеме 100—120 кГ1м . Лишь в утилизационных опреснителях с удельным паросъемом 40— 50 кГ1 м -ч) вес накипи не превышает 20 г на 1 т дистиллята, но при этом и температура греющей поверхности оказывается че более 45° С. [c.99]

В связи с этим концентрация свободных ионов снижается и степень пересыщения соответственно уменьшается. Поэтому при расчете насыщения воды по труднорастворимым электролитам необходимо учитывать не только значения их произведений растворимости, но и константы диссоциации ионных пар при данной температуре. Это позволяет более точно определить участок теплообменника, где водный раствор пересыщается по накипеобразователю, и, следовательно, правильно выбрать место установки магнитного аппарата, обеспечивающее максимальный противо-накипный эффект. [c.35]

В камере второго типа создается постоянный градиент температуры между верхней и нижней стенками. Такая камера работает благодаря диффузии конденсируемого пара из теплого пространства, где он не насыщен, в холодное, где он становится дере1сыщен- ным. При правильном подборе температурного режима (например, верхняя стенка нагревается до 50°С, дно охлаждается до —30°С) в середине камеры все время имеется пар нужной степени пересыщения. Диффузионная камера благодаря этому обладает постоянной чувствительностью когда бы заряженная частица ни прошла через рабочий объем, она всегда создаст видимый след и будет зарегистрирована. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...