Среда гетерогенная (многофазная)

При изложении всех вопросов механики гетерогенных сред автор стремился выделить те моменты, которые являются общими и встречаются в традиционных разделах механики сплошных однофазных сред, и те моменты, которые специфичны для многофазных смесей и различных их видов. [c.6]

Рассмотрим основные представления, которые необходимы для математического описания движения гетерогенных, или многофазных смесей методами механики сплошных сред. [c.18]

Местная коррозия обычно является следствием образования гетерогенных смешанных электродов, причем изменение кривых местная плотность тока — потенциал мол<ет иметь причины, связанные с особенностями п материала и окружающей среды. При наличии различных металлов (см. рис. 2.7) получается контактный элемент. Местные различия в составе среды ведут к образованию концентрационных элементов. Сюда относится и аэрационный элемент, свойства которого в конечном счете характеризуются различиями величиной pH стабилизирующимися в результате последовательных химических реакций, здесь могут иметь значение ионы хлора и ионы щелочных металлов [21. Такие коррозионные элементы могут иметь весьма различную протяженность. Так, при селективной коррозии многофазных сплавов аноды и катоды могут иметь размер в доли миллиметра. У объектов большой площади, например трубопроводов, размеры таких коррозионных макроэлементов (макропар) могут достигать нескольких километров. Опасность коррозии при образовании элемента решающим образом зависит от отношения площадей катода и анода. Из зависимостей на рис. 2.6, если ввести интегральные сопротивления поляризации [c.58]

В гетерогенных смесях на межфазных поверхностях раздела действуют поверхностные силы (давление, сила сопротивления, поверхностного натяжения и т. д.) и на каждую фазу в заданном элементарном объеме — массовые силы (сила тяжести, электромагнитная сила и т. д.), причем отдельные фазы существуют в виде макроскопических включений (капель, пузырей, пробок и т. д.), в общем случае изменяющихся в пространстве и во времени. Тогда законы, описывающие межфазное взаимодействие, чрезвычайно осложняются, а проблема вывода основных уравнений сохранения многофазной среды сводится главным образом к правильному заданию сил и потоков энергии и массы на межфазной границе раздела. [c.47]

Неоднородные среды, все составляющие которых принадлежат к одному и тому же агрегатному, жидкому или газообразному состоянию (фазе), называют гомогенными или однофазными и различают по количеству компонент — двухкомпонентные, трехкомпонентные и т. д. Неоднородные среды, включающие в себя вещества в разных агрегатных состояниях (фазах), носят наименование гетерогенных или многофазных и различаются по числу входящих в них фаз — двухфазные, трехфазные и т. д. [c.67]

Одним из актуальных разделов механики сплошных сред является реология многофазных систем. Если одна из фаз образует жесткий каркас среды, а другие фазы представлены жидкостями, то мы имеем дело с важным частным случаем гетерогенных смесей— с насыщенными жидкостью пористыми средами. [c.3]

Приведенные теоретические построения и примеры дают лишь общую схему подхода к решению вопросов структурной коррозии. Необходимо отметить еще некоторые особенности коррозии многофазных сплавов. Во-первых, состав и строение поверхности сплава постоянно меняются в процессе коррозии. В частности, в связи с тем что в коррозионную среду прежде всего переходят наиболее активные фазы, поверхность сплава все время обогащается более стойким компонентом. Изменяется также концентрация твердого раствора. Это влияет на величину компромиссного потенциала. Во-вторых, ионы, переходящие в среду с различных структурных составляющих сплава, могут образовать труднорастворимые соединения с анионами, оксиды или гидроксиды. Это приводит к пассивации и к повышению степени гетерогенности поверхности сплава. В-третьих, на процесс структурной коррозии существенное влияние оказывают неметаллические включения, имеющиеся в сплавах. В процессе коррозии поверхностная концентрация этих включений все время меняется, что оказывает влияние и на кинетику катодного процесса, и на величину компромиссного потенциала. В-четвертых, на процесс коррозии влияют границы зерен и другие физически неоднородные участки поверхности (дефекты структуры, дислокации и т.д.), роль которых существенно меняется со временем вследствие изменения их поверхностной концентрации и адсорбции различных частиц. [c.65]

Движение жидкости с пузырьками газа или пара описывается в общем случае уравнениями механики многофазных (гетерогенных) сред [150]. Эти уравнения отличаются от (1.1) — (1.3) тем, что в них входят новые слагаемые, учитывающие переход массы из одной фазы в другую, обмен импульсом и энергией. Обычно точные выражения для этих новых слагаемых неизвестны. Поэтому часто поведение многофазной смеси описывают в рамках известных классических моделей, в которых неоднородность проявляет себя только в определяющих уравнениях смеси [149, 159, 199]. Например, воду с пузырьками газа можно описывать в рамках идеальной жидкости, если не проявляет себя обмен массой, импульсом, энергией между фазами. Последний подход используется и в данной монографии. [c.19]

На основе представленного структурно-энергетического подхода и методологии дискретного моделирования геометрически и физически нелинейных динамических и квазистатических процессов деформирования гетерогенных сред, структурных многофазных материалов и композиционных элементов конструкций разработана серия одно-, дву- и трехмерных дискретно-структурных моделей и их специальных модификаций для различных видов нагружения и типов слоистых, структурно-неоднородных материалов и конструкций, которая реализована в Вычислительном центре СО АН СССР (г. Красноярск) в виде класса пакетов прикладных программ (ППП) DIN OM с графическим выводом информации. Подклассы ППП имеют следующее название [c.185]

В монографии последовательно изложены теоретические основы, необходимые для понимания и расчета движения гетерогенных или многофазных смесей в различных ситуациях. Такие смеси широко представлены в различных природных процессах и областях человеческой деятельности. Подробно изложены вопросы вывода уравнений движения, реологии и термодинамики гетерогенных сред. Для этого рассмотрены как феноменологический метод, так и более глубокий метод осреднения. Получены замкнутые системы уравнений для монодпсперсных смесей с учетом вязкости, сжимаемости фаз, фазовых переходов, относительного движения фаз, радиальных пульсаций пузырей, хаотического движения и столкновений частиц и других эффектов. Рассмотрены уравнения и постановки задач применительно к твердым пористым средам, насыщенным жидкостью. Описаны имеющиеся в совремеввой литературе решения задач о движении и тепло- и массообмене около капель, частиц, пузырьков. [c.2]

Математическое описание реальных гетерогенных смесей осложняется по сравнению с однофазными по двум причинам. Во-первых, осложняется описание процессов в отдельных фазах (таких, как сжимаемость, вязкость, прочность, теплопроводность, химические реакции, турбулентность, электромагнитные процессы и др.), имеющих место и в однофазных средах. Во-вторых, в многофазных системах помимо указанных существенно проявляются эффекты структуры фаз и ее изменения, эффекты межфаз-ного взаимодействия (такие, как фазовые переходы, обмен импуль- [c.6]

Гетерогенные смеси, их движения, последствия воздействия на них, возникающие в них волны чрезвычайно многообразны, что является следствием многообразия комбинаций фаз, их структур, многообразия межфазных и впутрифазных взаимодействий и процессов (вязкость и межфазное трение, теплопроводность и межфазный теплообмен, фазовые переходы и химические реакции, дробление и коагуляция капель и пузырей, различные сжимаемости фаз, прочность, капиллярные силы и т. д.) и многообразия различных видов воздействия на смеси. Например, в га-зовзвесях образуются размазанные волны, структура и затухание которых определяются главным образом силами межфазного трения с газом и дроблением капель или частиц. В жидкости с пузырьками газа или пара из-за радиальных пульсаций пузырьков, помимо размазанных волп, характерными являются волны с осцилляционной структурой, сильно зависящей от процессов тепло- и массообмена, а также дробления пузырьков. Далее в конденсированных средах фазовые переходы, инициируемые сильными ударными волнами, могут привести к многофронтовым волнам из-за немонотонного изменения сжимаемости среды при фазовых превращениях. Своеобразные волновые течения с кинематическими волнами возникают и при фильтрации многофазных жидкостей. [c.5]

В качестве объектов для дальнейшего изучения будем рассматривать материальные среды, состоящие из одной или нескольких фаз. Каждая фаза—зто часть системы, ижющая четко выра-лсенные границы. Однофазные системы принято называть гомогенными, а многофазные — гетерогенными. В зависимости от агрегатного состояния различают газообразные и конденсированные фазы. Каждая из них состоит из отдельных компонентов. В дальнейшем считается, что компонентами фаз являются индивидуальные вещества—химические соединения, находящиеся в газообразном либо конденсированном состоянии, ижющие кратное число образующих их атомов и характеризуемые определенной степенью (кратностью) ионизации. [c.158]

С. подразделяются на однофазные (гомогенные) и многофазные (гетерогенные). Среди отд. фаз в С-различают твёрдые растворы, в к-рых атомы или ИОВЫ компонентов, смешиваясь в произвольных соотношениях, образуют общую кристаллич. решётку, характерную для одного из компонентов интерметаллические соединения, для к-рых характерно определ. соотношение между составляющими их элементами и кристаллич. решётки к-рых отличны от решёток образующих их элементов. Для нек-рых групп С. используют традиц. названия чугуны и стали (Fe — С), латуни (Си — Zn), бронза (Си — Sn). [c.649]

Существует два подхода к математическому описанию ударных волн в многофазных дисперсных средах. С одной стороны, предположив, что размеры включений и неоднородностей в смеси намного меньше расстояний, на которых макроскопические параметры смеси меняются существенно, можно искать функциональные зависимости для этих параметров в классе непрерывных решений системы дифференциальных уравнений, построенной в рамках представлений механики гетерогенных сред [7]. Исследование микрополей физических параметров служит для определения межфазного взаимодействия и замыкания системы уравнений для осредненных характеристик. С помощью осредненных дифференциальных уравнений движения совокупности трех взаимопроникающих и взаимодействующих континуумов, заполняющих один и тот же объем, можно найти тонкую структуру ударной волны. Полная система уравнений, описывающая распространение одномерной стационарной ударной волны умеренной интенсивности в трехфазной гетерогенной среде типа твердые частицы-паровые оболочки - жидкость , и результаты численного решения изложены в п. 4. [c.723]

Результаты Клеймана (1958) для балансовых соотношений на сильных разрывах, однако, соответствуют уравнениям движения Н. А. Слезкина (1951, 1952) и применимы только для многокомпонентных смесей. Водонасыщенные грунты являются, напротив, примером многофазных (гетерогенных) сред соответствующая им структура фронта сильной ударной волны на основе уравнений Рахматулипа рассматривалась В. Н. Николаевским (1966). [c.595]

Прежде чем закончить описание математических моделей диффузии в непрерывной среде, следует вкратце остановиться на диффузии в гетерогенных и многофазных системах. Подобные задачи возникают как в фундаментальных, так и в прикладных исследованиях. В однофазных системах уравнение баланса (1.7) выполняется всегда, по крайней мере в неподвижной лабораторной системе отсчета. Одиако в условиях фазового роста и перемещения поверхности раздела фаз уравнение (1.7) оказывается непригодным и должно быть заменено аналогичным уравнением, записанным для движущейся системы координат. Последнее уравнение будет. выполняться в каждой области гомогенности. Необходимо также задать условия сопряжения на поверхностях раздела, связывающие между собой концеитрации одного и того же компонента в двух смежных фазах. Согласно второму Закону термодинамики одним из таких условий является непрерывность химического потенциала при переходе через поверхность раздела. Часто используется второе условие, а именно непрерывность потока рассматриваемого компонента при переходе через границу фаз. Таким образом, концентрация Данного компонента i и ее градиент ие должны быть одновременно непрерывными прн переходе через поверхности раздела в гетерогенных системах. Прекрасным примером подобной диффузионной задачи может служить задача об окислении металла с образованием двух или большего числа окислов с составами, отвечающими различным стехиометрнческим соотношениям. [c.30]

Площадка пересекает как твердую, так и подвижные фазы. При изучении сложных фильтрационных процессов возникает необходимость в построении моделей многофазных (гетерогенных) систем, в которых каждая фаза, в свою очередь, моделируется многокомпонентной гомогенной смесью. При этом между компонентами возможны химические реакции, переход компонентов из одной фазы в другую, процессы адсорбции, диффузии и др. При совместном течении двух фаз в пористой среде, по крайней мере, одна из них образует систему, граничащую со скелетом породы и частично с другой жидкостью. Из-за избирательного смачивания твердой породы одной из жидкостей площадь контакта каждой из фаз со скелетом пористой среды значительно превышает площадь контакта фаз между собой. Это позволяет предположить, что каждая фаза движется по занятым ею норовым каналам под действием своего давления независимо от других фаз, то есть так, как если бы она была ограничена только твердыми стенками. При этом, естественно, сопротивление, испытываемое каждой фазой при совместном течении, отлично от того, которое было бы при фильтрации только одной из них. Опыты показывают, что расход каждой фазы растет с увеличением насыщенности и градиента давления. Закон фильтрации каждой из фаз при учете силы тяжести по аналогии с законом Дарси можно записать в следующем виде [c.64]

Полученные балансовые уравнения могут быть применены для описапия многоскоростпой сплошной среды как в гомогенном, так н в гетерогенном приближениях. Принципиальное различие этих приближений состоит в конкретизации величин а/, Ец и в учете условия [5], сущность которого сводится к следующему для гомогенных смесей каждая компонента занимает весь объем смеси, а в гетерогенной системе — лишь некоторую часть от общего объема системы. Это обусловливает необходимость привлечения условий, учитывающих структуру фаз, составляюищх многофазную систему. [c.36]

Таким образом, пмесхм замкнутую систему 2(1+14 уравнений для определения такого же количества неизвестных закона сохранения массы компонентов копдепспрованпой фазы. Считается, что в общем случае их масса в единице объема многофазной среды изменяется вследствие гомо- и гетерогенных реакций, т. с. Ris и Щ—массовые скорости образования г-го компонента в результате твердофазных гомо- и гетерогенных реакций. [c.89]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...