Диффузия пограничная

Полагаем известным, прежде всего, некоторый начальный профиль 5(г, о). При рассмотрении пограничного слоя атмосферы первое граничное условие, естественно, должно касаться поверхности. В теории турбулентной диффузии пограничного слоя оно записывается в следующем виде [c.108]

Границы зерен являются участками, в которых диффузионные процессы облегчены ввиду наличия в этих местах дефектов кристаллического строения. Если растворимость диффундирующего вещества в металле мала, то часто наблюдается преимущественная диффузия по границам зерен. В случае значительной растворимости диффундирующего элемента в основном металле роль пограничных слоев повышенной растворимости уменьшается. В момент фазовых превращений диффузия протекает быстрее. [c.323]

При допущении, что поверхностная концентрация внедряемого элемента не превышает предела его растворимости в пограничном твердом растворе (т. е. образование новой фазы не имеет места), относительная концентрация диффундирующего элемента при атомной его диффузии в основном металле может быть описана [c.119]

Перенос тепла и вещества с поверхности материала в окружающую среду происходит в основном молекулярным путем (теплопроводность и диффузия). Но наличие интенсивного эффузионного переноса пара в зоне испарения, усиливающегося явлением теплового скольжения, создает градиент давления в зоне. Это изменяет механизм переноса пара в пограничном слое. Пар, выходя с боль- [c.515]

В этой постановке рассмотрены теплообмен и диффузия сферических частиц при их обтекании потоком несжимаемой жидкости. В зависимости от чисел Рейнольдса обтекания Рво использовались поля скоростей ползущего движения (Reo 1) или соответствующие аналитические решения, полученные с помощью сращиваемых асимптотических разложений, справедливые при Reo — 1 -т- 10. Кроме того, использовались различные численные решения и схематизации поля скоростей (тонкий пограничный слой вблизи поверхности, зона отрыва за частицей, потенциальное поле скоростей вне погранслоя и т. д.). В этой постановке определено влияние относительного обтекания на теплообмен и массообмен сферической частицы с потоком в стационарном процессе. Указанное влияние характеризуется числами Пекле [c.262]

На рис. 3.16 приведены типичные профили мольных долей NH3,N2, Н2, О2 в потоке внутри матрицы. Часть аммиака разлагается еще до подхода к пористой стенке. Наличие кислорода внутри матрицы обусловлено диффузией его из внешнего пограничного слоя. Горение продуктов разложения охладителя в богатом кислородом внешнем пограничном слое приводит к дополнительному существенному увеличению расхода охладителя для компенсации вызываемого горением увеличения теплового потока. [c.66]

Видно, что плотность потока целевого компонента j не зависит от уг.ла 9, т. е. одинакова во всех точках поверхности пузырька. Кроме того, выражение (6. 3. 41) не содержит зависимости от скорости набегающего потока жидкости и. Эти факты свидетельствуют о том, что в начальные моменты времени массоперенос в диффузионном пограничном слое в основном осуществляется за счет механизма молекулярной диффузии. Величина полного потока вещества J при малых временах определяется при помощи следующей формулы [c.253]

Уравнение конвективной диффузии, описывающее массоперенос в диффузионном пограничном слое в переменных (6. 4. 9), (6. 4. 10), преобразуется к виду [c.255]

В настоящем разделе в рамках ячеечной модели (см. разд. 3.3) будут рассмотрены постановка и решение задачи о массообмене между пузырьком газа и жидкостью в условиях стесненного обтекания. Как и в разд. 3.3, будем предполагать, что все пузырьки газа являются одинаковыми, сферическими, значения критериев Ре и Ве удовлетворяют следующим условиям Ре 1. Ве 1. В этом случае вблизи поверхности газовых пузырьков образуется тонкий диффузионный пограничный слой, в пределах которого в основном осуществляется перенос целевого компонента (см..раздел 6.3). Уравнение конвективной диффузии тогда имеет вид (б. 4. 23) [c.296]

Из уравнения (8.109) следует, что для очень мелких частиц, когда О становится большим, Зс 0, и решение сводится к решению для потока несжимаемой смеси газов (плотность рр постоянна). Соотношения толщин пограничного слоя, профилей плотности и скорости при наличии броуновской диффузии частиц показаны на фиг. 8.7. [c.360]

В условиях медленного протекания процесса затвердевания вследствие диффузии, а также конвективного перемешивания растворенная примесь частично отводится от поверхности раздела. В результате устанавливается некоторая пограничная концентрация, обеспечивающая рост твердой фазы. При малых скоростях кристаллизации межфазная выравнивающая диффузия проходит полностью и состав жидкой и твердой фаз будет идентичен. [c.456]

При сварке на стадии нагрева в зоне сплавления и в прилегающем к ней основном металле, начиная с некоторой температуры Гд, получает развитие процесс выравнивания концентрации примеси в результате диффузии. Диффузия развивается как в пограничной зоне, так и внутри зерна. Степень интенсивности процесса зависит от разности концентраций, температуры нагрева, а полнота протекания — от времени пребывания рассматриваемого участка в области высоких температур. [c.462]

Элементы, находящиеся в твердом растворе в виде примесей внедрения, имеют меньшую энергию активации и поэтому диффундируют более активно. Кроме того, интенсивность процесса будет зависеть от толщины прослоек, а следовательно, от размеров зерна. Чем более мелкозернистая структура, тем тоньше пограничные прослойки и, следовательно, больше поверхность диффузии. Одновременно с процессом рассасывания обогащенных примесями границ зерен начинается и их объединение, т. е. процесс слияния зерен в более крупные. [c.462]

Приведем уравнения многокомпонентного сжимаемого турбулентного пограничного слоя в случае плоского течения (без вывода). Заметим, что последовательность рассуждений остается той же, что и при выводе системы (1.78), более подробные выкладки и оценки содержатся в [161. Уравнения неразрывности, движения, диффузии 1-го компонента, энергии имеют вид [c.44]

Здесь принято с = К . Таким образом, в случае равновесного турбулентного течения в пограничном слое дифференциальное уравнение кинетической энергии пульсационного движения вырождается и переходит в известную формулу Прандтля (1.81). Использование системы уравнений (1.107) в совокупности с уравнениями (1.80) в принципе позволяет учесть влияние на коэффициенты турбулентного переноса ряда факторов, таких как порождение, диссипация, а также нестационарность, конвекция, диффузия. [c.55]

Чтобы полностью сформулировать рассматриваемую задачу, нужно также привести систему уравнений, описывающих течение и теплопередачу в газовом пограничном слое. Полагая течение в пограничном слое ламинарным, запишем для него систему уравнений неразрывности, диффузии, движения, энергии, состояния и соотношения Стефана—Максвелла. Поскольку рассматривается плоское течение, система уравнений будет иметь вид [c.59]

Если система уравнений пограничного слоя, помимо указанных, включает дополнительные уравнения, например, уравнения диффузии, уравнения переноса характеристик турбулентно- [c.260]

Рассматриваемая задача типа сформулированной в 1,9 (задача 1). Однако здесь будет изучаться только сублимация материала тела без образования слоя кокса и без химических реакций. В данном случае единственная поверхность разрыва (волна сублимации), отделяющая газовый поток от твердого тела, является, естественно, подвижной. Будем изучать стационарный режим уноса массы, когда волна разрыва движется с постоянной скоростью D. Тогда в подвижной системе координат, связанной с волной сублимации (у = у — Dt, у — координата в неподвижной системе), движение в пограничном слое будет установившимся. Течение предполагается ламинарным, описывается оно системой уравнений (1.114). Пусть газовая смесь состоит из двух компонент сублимирующего вещества и однородного основного потока. В этом случае имеет место закон Фика, и уравнение диффузии представляется в простом виде [c.301]

Известно, что затупленную поверхность можно считать оптимальной с точки зрения теплообмена, однако при этом затупленный носок испытывает наиболее интенсивное тепловое воздействие. В связи с этим здесь отражены вопросы, связанные с определением теплового (конвективного и радиационного) потока к затупленным носовым частям тел различной конфигурации (сферический носок, плоский торец). Приведены примеры расчета, в которых дана оценка влияния завихренности потока за криволинейной ударной волной на теплопередачу. Кроме того, ряд вопросов и задач посвящен расчету равновесной температуры поверхности летательных аппаратов в различных газодинамических условиях, в том числе и с учетом влияния диффузии в пограничном слое. [c.670]

Определите дополнительный тепловой поток к обтекаемой поверхности, обусловленный диффузией в пограничном слое. Температура поверхности поддерживается постоянной и равной Тст = 500 К. [c.673]

Одной из особенностей процесса теплопередачи в пограничном слое при очень больших скоростях обтекания является то, что атомы и ионы, появившиеся в результате диссоциации и ионизации газа, участвуют в переносе теплоты, диффундируя в области с меньшей атомарной и ионной концентрацией. Диффузия, сопровождающаяся рекомбинацией атомов и ионов, приводит к выделению дополнительной теплоты. [c.702]

В первом предельном случае, характеризуемом бесконечно большой скоростью рекомбинации, в каждой точке пограничного слоя устанавливается термодинамическое равновесие и диффузионная теплопередача в слое обусловлена наличием профиля равновесных концентраций. В практических случаях условия течения, близкие к такому гипотетическому равновесному пограничному слою, создаются тогда, когда скорость диффузии пренебрежимо мала по сравнению со скоростью диссоциации и рекомбинации (а в случае ионизации — также и электронных реакций). [c.703]

При выполнении обшивки летательного аппарата из некаталитических материалов (предельный случай бесконечно медленной каталитической реакции коэффициент каталитической реакции k - Q) концентрация атомов в диссоциированном пограничном слое на стенке остается такой же, как и на внешней границе слоя. В этом случае поток атомов за счет диффузии равен нулю, диффузионная теплопередача отсутствует и тепловой поток к поверхности возникает только за счет теплопроводности. [c.704]

Для нахождения дополнительного теплового потока, обусловленного диффузией в пограничном слое, воспользуемся данными, найденными при решении задачи 12.29. В результате этого решения получен тепловой поток от разогретого омывающего потока газа к стенке без учета диффузии в пограничном слое. Обозначим этот тепловой поток Если диффузия учитывается, то тепловой поток к стенке [c.706]

В обоих рассмотренных случаях градиент концентрации обусловит поток массы данного компонента к стенке. Допустим, что температура внешнего потока больше температуры стенки Т , тогда поток массы, обусловленный концентрационной диффузией, может переносить теплоту от внешнего потока к стенке. Так можно объяснить еще один из. возможных механизмов дополнительного переноса теплоты в пограничном слое химически реагирующего газа. [c.229]

Закон Фурье справедлив для жидкости с однородным полем концентрации. Для определения теплового потока в пограничном слое, в котором наряду с градиентом температуры имеются градиенты концентрации, формулу закона Фурье (1.3) следует дополнить членами, учитывающими дополнительный перенос теплоты в наших дальнейших исследованиях мы ограничимся только одним членом, который будет учитывать перенос теплоты диффузией механизмы такого переноса были описаны выше. [c.229]

Внутри пограничного слоя изменение плотности, имп ль-са и энергии происходит как вследствие конвекции и химических процессов, так и вследствие молекулярных процессов переноса, т. е. диффузии, теплопроводности. Для решения задачи о течении внутри пограничного слоя необходимо выставлять граничные условия на внешней границе пограничного слоя — их получают обычно решением задачи о внешнем невязком обтекании тела. [c.356]

После интегрирования уравнения (3.12) по у в пределах от О до внешней границы массооб.менного пограничного слоя 6т и определения необходи.мых интегралов с учетом вышеприведенных граничных условий получаем интегральное уравнение диффузии пограничного слоя при постоянных теплофизических свойствах жид- [c.63]

В настоящее время считают, что состав центров первых зародышей новой фазы мало отличается от равновесной концентрации при температуре начала превращения. А. А. Бочвар 12] и И. И. Новиков [51] показали это при неравновесной кристаллизации алюминиевых сплавов эвтектического типа. Для условий фазовых превращений в твердом состоянии такой вывод еще более справедлив потому, что в связи с необходимостью затраты энергии на деформацию для образования устойчивого зародыша повой фазы в исходной твердой фазе требуются более значительные флуктуации состава, чем при кристаллизации жидкости. С момента образования зародышевого центра повой фазы, па межфазной границе весьма быстро устанавливаются концентрации фаз, близкие к равновесным, поскольку для этого не требуется перемещение атомов па значительные расстояния. В то же время внутри фаз создается градиент концентраций, так как в начальные моменты превращения внутренние объемы фаз еще имеют исходный состав. Объемная диффузия, выравнивающая концентрации внутри фаз, приводит к нарушению равновесия на межфазной границе и тем самым стимулирует развитие граничной диффузии, стремящейся вновь восстановить пограничные равновесные концентрации. Ири этом происходит перемещение межфазной границы в сторону фазы либо с более, либо с менее высокой концентрацией растворенного элемента в зависимости от того, понижает или повышает объемная диффузия пограничную концентрацию данного элемента. С увеличением степени переохлаждения линейная скорость роста зародышей новой фазы сначала во.зрастает за счет увеличения градиента концентраций в исходной фазе, а затем снижается вследствие уменьнгения коэффициента диффузии. [c.25]

Существует ряд теорий, объясняющих появление в этих сталях склонности к межкристаллитной коррозии. Наиболее общепринятой и достаточно хорошо обоснованной теорией, объясняющей механизм межкристаллитной коррозии, является теория обеднения твердого раствора по границам зерен хромом из-за тлдслеиия в этой зоне карбидов хрома. Хром — элемент, более склонный к карбидообразованию, чем железо, а никель не обладает способностью образовывать карбиды. Однако сам факт выделения карбидов хрома по границам зерен не мог бы вызвать обедненне сплава хромом, если бы скорости диффузии углерода н хрома б лли одинаковы. Причиной обеднения границ зерен хромом является высокая скорость диффузии углерода и низкая скорость диффузии хрома, вследствие чего в образовании карбидов участвует почти весь углерод сплава, а хром — только пограничной зоны, где и идет образование карбидов. [c.163]

Рассмотрим сначала задачу о стационарном массообмене между жидкостью и газовым пузырьком, форма которого слабо отличается от сферической. Буде.м предполагать Ре 1. Поскольку толщина диффузионного пограничного слоя 8 много меньше радиуса кривизны пузырька, можно рассмотреть уравнение конвективной диффузии внутри пограничного слоя, предполагая, что межфазная поверхность на расстояниях порядка является п.лоской. Выберем систему координат так, как это показано на рис. 79. Обозначим соответствующие компоненты скорости жидкости и Уравнение стационарной конвективной диффузии внутри"пограничного слоя в этом случае имеет следующий вид [c.254]

Во второй главе в разд. 2.9 была решена задача о движении газового пузырька в жидкости при наличии однородного постоянного электрического поля. Используя результаты решения этой задачи в соответствии с [97], в данном разделе будет дан теоретический анализ процесса массообмена между пузырьком газа и жидкостью при тех же условиях движения фаз. Будем предполагать, что концентрация целевого компонента сначала была постоянной и однородной величиной в обеих фазах. В момент времени =0 на бесконечном удалении от поверхности пузырька концентрация целевого компонента в жидкости скачком изменилась. Как и в разд. 6.3, будем считать, что основное сопротивление мас-сопереносу сосредоточено в тонком пограничном слое вблизи поверхности газового пузырька. В этом случае уравнение конвективной диффузии будет иметь вид (6. 3. 4) [c.271]

Аналогичное уравнение конвективной диффузии можно записать для области пространства внутри газового пузырька, если выполняется предположение о том, что значение критерия Рер велико и внутри газового пузырька основное сопротивление мас-сопереносу также сосредоточено внутри тонкого диффузионного пограничного слоя. [c.272]

Для нахождения диффузионного потока целевого компонента на поверхности газового пузырька рассмотрим уравнение конвективной диффузии (6. 4. 1). Будем считать, что процесс массопере-носа является установившимся. Предположим, что значение критерия Ре достаточно велико. Тогда толщина диффузионного пограничного слоя на поверхности газового пузырька мала. Выберем систему координат так, как это показано на рис. 79. С учетом сделанных предположений можно записать приближенные равенства [c.289]

Рассмотрим установившееся течение в однокомпонентом плоском пограничном слое, уравнения диффузии в этом случае не используются и соответствующие члены в уравнении энергии опускаются, Система уравнений (1.80) в данном случае сводится к уравнениям неразрывности, движения, энергии и состояния Б виде [c.61]

Сравним уравнение энергии пограничного слоя в идеально диссоциирующем газе (11.109) с уравнением энергии в недиссоциирующем газе (11.21), заменив в последнем СрдТ на ЗЛ. Сравнение показывает, что в (11.109) появился новый член (второй в правой части), связанный с переносом энергии-вследствии диффузии. [c.232]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...