Градиент концентрации

Начинается вторая стадия окисления металла сопровождающаяся образованием микропустот между металлом и окалиной. При этом скорость процесса окисления металла снижается вследствие уменьшения эффективного поперечного сечения для диффузии катионов металла из металла в окалину. Однако суш,ествую-щий градиент химического потенциала окислителя в окалине и связанный с ним градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окисла обусловливают дальнейшую диффузию металла наружу. В результате процесса диффузии внутренняя поверхность окалины обогащается металлом и термодинамическое равновесие нарушается. Градиент концентрации дефектов в кристаллической решетке окалины начинает уменьшаться и система окалина—окислитель стремится к равновесию с окислителем. [c.74]

Таким образом, в граничном слое Прандтля при наличии в нем градиента концентрации массоперенос осуществляется двумя разными параллельно протекающими путями. Суммарная скорость процесса массопереноса определяется скоростью протекания каждого элементарного процесса переноса. Если, однако,торможение одного из этих параллельных процессов значительно меньше торможения другого, то суммарная скорость массопереноса определяется в основном скоростью этого наименее заторможенного, т. е. быстрого, процесса переноса. Скорость конвективного массопереноса в граничном слое Прандтля снижается по мере уменьшения скорости движения v в нем жидкости (см. рис. 143) и его роль в определении суммарной скорости массопереноса тоже уменьшается, а роль молекулярной диффузии возрастает. Начиная с какого-то расстояния от твердой поверхности б молекулярный перенос вещества становится преобладающим по сравнению с конвективным переносом, который преобладает в части слоя Прандтля (77 — б). [c.209]

Максимально возможная катодная плотность тока, т. е. предельная диффузионная плотность тока по кислороду 1д,, наблюдается при максимальном градиенте концентрации кислорода в диффузионном слое [при (со,) о — Со, = max или со, == О [c.239]

В ядерной энергетике чаще всего применяются термопары двух типов, оба с неорганической изоляцией термопары типа К, используемые до температур 1100°С, и вольфрам-рениевые термопары. Последние имеют состав либо Ш — 5 % Ке/Ш— 26 % Re, либо W —3 % Ке/и — 25 % Ке и применяются до 2000°С [25]. Теперь стало ясно, что загрязнения в процессе производства являются одной из важнейших причин повреждений и смещения характеристик при высоких температурах. В частности, очень важна чистота огнеупорных материалов не только в их толще, но и на поверхности. Бомбардировка нейтронами оказывает сильное влияние на превращение элементов материалов термопары и приводит к изменению состава в области температурного градиента, что очень трудно учесть. Таким образом, показания термопары оказываются сильно зависящими от взаимного расположения градиента температуры и градиента концентрации. [c.295]

Если фазы находятся в относительном движении, характер поверхностной конвекции становится турбулентным. Это выражается в том, что сокращения и растяжения поверхности раздела фаз происходят гораздо сильнее. Поток вещества, обусловленный такими изменениями поверхностного натяжения, интенсифицирует перенос целевого компонента через межфазную границу и вызывает последующее сильное его перемешивание внутри каждой фазы. Данное явление было названо поверхностной турбулентностью [5]. При больших значениях градиента концентрации целевого компонента у поверхности раздела фаз и значениях градиента поверхностного натяжения, близких к критическим, поверхностная турбулентность может иметь место вдоль всей межфазной границы при малых значениях градиента концентрации целевого компонента поверхностная турбулентность может наблюдаться лишь на части поверхности раздела. [c.8]

Допущение о малости осевой конвекции является правомерным, поскольку можно считать, что концентрация газа в объеме системы близка к его равновесной концентрации с и градиент концентрации газа вдоль оси близок к нулю. Все это, естественно, справедливо для той части канала, которая находится на достаточном удалении от входных отверстий. [c.306]

Если мелкая частица п.ли капля испытывает воздействие градиента концентрации пара, например если ее поверхность смочена быстро испаряющейся жидкостью или если происходит конденса-Ц 1я пересыщенного пара на капле, то имеет место относительное движение капли и пара, известное как течение Стефана [242]. Для сферических капли или частицы скорость относительного движения равна [c.45]

Среднеквадратичное смещение х ) связано с радиальным градиентом концентрации дС дг в момент времени i (в положении [c.87]

Градиент концентрации — течение Стефана [242]. Свободное движение в турбулентном потоке жидкости [c.104]

На основании изложенного выше следует, что необходима тщательная проверка возможности использования свойств переноса компонента (р) в смеси при составлении уравнений для этого компонента смеси. Видно, что для потока нереагирующей смеси (Г = 0) с малым запаздыванием по отношению к средней скорости и малыми градиентами концентрации соответствующие соотношения (6.16), (6.17) и (6.19) сводятся к следующим р-й = (р /р ) РЙ2 = (p Vpm) Pma m = (p Vp, ) [c.274]

Так как профиль концентрации хорошо описывается степенным законом в уравнении (10.170), градиент концентрации у стенки [c.486]

Скорость окисления цинка почти не зависит от давления О , так как концентрация промежуточных ионов цинка на границе раздела кислород — оксид очень мала и дальнейшее ее снижение вследствие повышения давления Ог лишь незначительно влияет на градиент концентрации между границей раздела и поверхностью металла, где концентрация Zn + в междоузлиях наибольшая. [c.198]

Процессы переноса вещества путем диффузии связаны с наличием градиента концентраций диффундирующего вещества в среде, заполненной другим веществом. Процессы диффузии описываются уравнениями законов Фика [c.302]

Рассмотрим последний случай концентрация в приповерхностном слое С будет меньше концентрации газа в объеме Со. Создающийся градиент концентраций служит движущей силой диффузионного потока, направленного к поверхности. Количество продукта, перенесенного в результате диффузии, можно определить по уравнению Фика (8.110). [c.306]

Это уравнение решается в общем виде по типу решения уравнения Фурье, но его решение с учетом зависимости коэффициента диффузии от температуры может быть реализовано или методом конечных разностей (сеток), или с помощью интегрального преобразования Лапласа и в обоих случаях требует машинного счета на ЭВМ. Проще всего оно решается для установившегося режима диффузии, т. е. при наличии постоянного градиента концентраций и постоянства температуры. В этом случае решение принимает вид [c.306]

Еще одна особенность кристаллизации сплавов — влияние градиента концентрации растворенного элемента в слое переохлажденного расплава, контактирующего с твердой фазой, на температуру Т я- При кристаллизации сплавов происходит диффузионное перераспределение примесей между жидкой и твердой фазами. Переохлаждение, связанное с перераспределением примесей, принято называть концентрационным переохлаждением. [c.443]

Для двухкомпонентных сплавов движущая сила выравнивающей диффузии — градиент концентрации, а ее скорость пропорциональна коэффициенту диффузии растворенного элемента. В литых сплавах градиент концентрации зависит от состава сплава и размера элементов первичной кристаллизации (ячеек, ветвей дендритов). Чем они мельче, тем выше градиент концентраций. В этом случае также тоньше частицы избыточных фаз. Эти два фактора служат ускорению общей скорости гомогенизации. Заметное развитие гомогенизация получает в области температур свыше 0,8 как в процессе нагрева, так и охлаждения. По мере развития гомогенизации ее скорость постепенно затухает, поскольку уменьшается градиент концентрации. [c.508]

В многокомпонентных системах, каковые представляют собой современные технические сплавы, движущей силой диффузионного перераспределения элементов служат не градиенты их концентраций, а градиенты химических потенциалов элементов. Последний определяет изменения свободной энергии локального объема твердого раствора или фазы данного состава при добавлении одного моля диффундирующего элемента. В свою очередь, химический потенциал будет зависеть от термодинамической активности элемента, определяемой его концентрацией и взаимодействием с другими элементами, находящимися в растворе. Одни из них могут повышать, другие — понижать активность диффундирующего элемента. Диффузия элемента идет от зон, где его активность выше, в зоны, где она ниже. В этом случае возможна так называемая восходящая диффузия, при которой поток элемента направлен против градиента концентраций, т. е. в сторону увеличения концентрации элемента. При этом на первом этапе пребывания сплава при высоких температурах возможно усиление МХИ некоторых элементов, а затем после перераспределения других элементов — выравнивание их концентрации по объему. [c.508]

Поскольку всегда на поверхности ограниченного тела существует градиент концентрации водорода, происходит непрерывный выход Нд в атмосферу. Через определенный промежуток времени практически весь водород должен десорбироваться из металла, учитывая переход от одной формы существования водорода к другой. При нормальной температуре относительно быстро десорбируется из металла основная часть Нд, причем переход закрепленного водорода в Нд развивается чрезвычайно [c.533]

Вместо — xVr мы пишем теперь некоторый поток тепла q, который может зависеть не только от градиента температуры, но н от градиента концентрации (см. следующий параграф). Сумму двух последних членов с правой стороны равенства напишем в виде [c.322]

Диффузионный поток вещества i и тепловой поток q возникают в результате наличия в жидкости градиентов концентрации и температуры. Не следует при этом думать, что i зависит только от градиента концентрации, а q — только от градиента температуры. Напротив, каждый из этих потоков зависит, вообще говоря, от обоих указанных градиентов. [c.323]

Применение теории случайных блужданий к диффузии атомов в твердых телах приводит к уравнениям, аналогичным первому и второму законам Фика. А. Фик для качественного метода расчета диффузии использовал уравнения теплопроводности, выведенные Фурье. При этом он исходил из гипотезы, что в изотропной среде количество / диффундирующего вещества, проходящее за единичное время через единичную площадь поперечного сечения, пропорционально градиенту концентрации С, измеряемому по нормали к этому сечению [c.204]

Градиент концентрации на поверхности струи можно определить по следующей зависимости [c.81]

Диффузия газа — движение газа в другой среде под влиянием градиента концентрации. [c.203]

Установление самоорганизации в сильно неравновесных системах имеет важнейшее значение для физики, химии и особенно для биологии. Дело в том, что живые организмы и их различные органы представляют собой весьма неравновесные микросистемы, в которых существуют большие градиенты концентраций химических веществ, температуры, давления, электрического потенциала. [c.30]

Пусть стационарное движение легкой компоненты газа вызвано направленным вдоль оси Ох внешним полем Fx = X или градиентами концентрации п или температуры Т. Если внешнее поле [c.152]

Диффузии ионов никеля (г,- = 0,78 А) через эту шпинель, в то время как испарение СГ2О3 с поверхности окалины создает градиент концентрации ионов Сг ,. что приводит к их диффузии (г,- = = 0,64 А) через шпинель, но с очень малой скоростью. [c.103]

Образование зоны внутреннего окисления обусловлено диффузией кислорода внутрь сплава, а легирующего элемента в обратном направлении, т. е. в сторону поверхности сплава, до встречи с кислородом, с которым он соединяется градиенты концентрации кислорода и легирующей добавки линейны и окисел внутреннего слоя (подокалины) не создает существенного препятствия диффузии. [c.103]

Уравнения (4.7) —(4,8) показывают, что причинами изменения концентрации носителей могут быть неодинаковость числа носителей, втекающих (и вытекающих) в элементарный объем полупроводника (тогда dlvJ O), и нарушение равновесия между процессами генерации и рекомбинации носителей. Уравнения (4.9) и (4.10), называемые уравнениями плотности тока, характеризуют причины протекания электрического тока в полупроводнике электрический дрейф под воздействием электрического поля (grad tp= 0) и диффузию носителей при наличии градиента концентрации. Уравнение Пуассона характеризует зависимость изменений в пространстве напряженности электрического поля Е=—gгadф от распределения плотности электрических зарядов pi [c.156]

Эта зависимость получила название — первый закон Фика. Знак минус указывает, что диффузия протекает в направлении от объемов с большей концентрацией к объемам с меньшей концентрацией Если градиент концентрации изменяется во времени (т), то процесс диффузии описывается вторым законом Фика d ldi = = D (d /dx ). [c.27]

В сложнолегированных сплавах может иметь место восходящая диффузия, когда миграция атомов идет в сторону увеличения градиента концентрации. Это связано с тем, что в общем случае движущей силой диффузии является не градиент концентрации, а градиент химического потенциала х х = Z, (d i dx), где L — коэффициент пропорциональности, определяющий скорость выравнивания химического потенциала. Кроме того, восходящая диффузия реализуется и в тех случаях, когда в результате перемещения вещества из объемов с меньшей концентрацией в с)б11емы с более высокой концентрацией уменьшаются напряжения, существовавшие в даинпм сплаве, [c.27]

При изотермических условиях интенсивность концентрационной диффузии характеризуется плотностью потока массы вещества, которая определяется по закону Фика плотность диффузионного потока вещества (количество вещества, диффундирующего в единицу времени через единицу площади изоконцеитрационной поверхности) прямо пропорциональна градиенту концентраций. [c.501]

Валдман [859] получи.л формулу для граничной скорости аэрозоля V, обусловленной градиентом концентрации в бинарной смеси компонентов 1 и 2, справедливую при а А [c.45]

Механизм обесцинкования не получил еще удовлетворительного объяснения. Имеются две точки зрения. Первая предполагает, что первоначально протекает коррозия всего сплава, а затем медь осаждается на поверхности из раствора с образованием пористого внешнего слоя. Согласно второй, цинк, диффундируя к поверхности сплава, преимущественно растворяется прИ -а,том поверхностный слой обогащается медью. Каждую из этих гипотез можно успешно применить для объяснения явлений, наблюдающихся в определенных случаях обесцинкования. Однако накопленные факты свидетельствуют, что второй механизм применим намного чаще. Пикеринг и Вагнер [17, 18] предположили, что объемная диффузия цинка происходит вследствие образования поверхностных вакансий, в частности двойных. Они образуются в результате анодного растворения, а затем диффундируют при комнатной температуре в глубь сплава (коэффициент диффузии для дивакансий в меди при 25 °С D = 1,3-10" см с) 117], заполняясь преимущественно атомами цинка и создавая градиент концентраций цинка. Данные рентгеновских исследований обесцин-кованных слоев е-латуни (сплав Zn—Си с 86 ат. % Zn) и -у-латуни (сплав Zn—Си с 65 ат. % Zn) показали, что в обедненном сплаве происходит взаимная диффузия цинка и меди. При этом образуются новые фазы с большим содержанием меди (например, а-латунь), и изменение состава в этих фазах всегда идет в сторону увеличения содержания меди. Как отмечалось ранее, аналогичные закономерности наблюдаются в системе сплавов золото— медь, коррозия которых идет преимущественно за счет растворения меди. Растворения золота из этих сплавов не обнаруживают. В результате коррозии на поверхности возникает остаточный пористый слой сплава или чистого золота. Скопления двойников, часто наблюдаемые в полностью или частично обесцинкованных слоях латуни, также свидетельствуют в пользу механизма, связанного с объемной диффузией [19]. Это предположение встречает ряд возражений [20], однако данные рентгеноструктурного анализа обедненных цинком слоев невозможно удовлетворительно объяснить, исходя из концепции повторного осаждения меди. Хотя предложен ряд объяснений ингибирующего действия мышьяка, сурьмы или фосфора на обесцинкование а-латуни (но не Р-латуни), механизм этого явления нельзя считать полностью установленным. [c.334]

При диффузионных процессах также происходит изменение концентрации одного вещества — диффузанта вследствие проникновения его в среду, заполненную другим веществом. Движущей силой изотермической диффузии будет градиент концентраций, и диффузия всегда направлена от большей концентрации к меньшей. [c.296]

Одной из физических причин возникновения конкуренции может служить следствие уменьшения вероятности присоединения частиц к кластерам и наступление момента недостаточности количества выделенной при этом системой теплоты для выполнения принципа взаимности Онзагера или принцип противодействия. Принцип взаимности Онзагера является важным положением теории неравновесных процессов, по которому в результате действия на систему одной какой-либо внешней силы в системе появляются внутренние силы, направленные на компенсацию действия внешней силы. Так, например, наличие в газовой смеси температурного градиента ведет к образованию в системе градиента концентрации (термодиффузия, эффект Соре) и градиента давления, которые стремятся сгладить температурный градиент. Алалогичным образом наложение температурного градиента на проводник, по которому течет электрический ток, вызывает появление дополнительного градиента потенциала (явление Томсона). [c.90]

Подвижность Ь связана с коэффициеитом диффузии D простым соотношением. Для его вывода напишем диффузионный поток i, который содержит наряду с обычным членом —pDV , связанным с градиентом концентрации (температуру предполагаем постоянной), также и член, связанный со скоростью, приобретаемой частицей под влиянием внешних сил. Этот последний член равен p v = рсЫ. Таким образом ) [c.331]

Коэффициенты Z., в этом линейном законе называются феноменологическими, или кинетическими, коэффициентами. Причем диагональные коэффициенты La определяют прямые явления переноса, а недиагональные коэффициенты Lik, непрерывно связанные с прямыми, — перекрестные или сопряженные процессы. Так, по закону теплопроводности Фурье (1.20) градиент температуры вызывает поток тепла (L,i = L = x) по закону Фика градиент концентрации вызывает диффузию /=—Dgrad , L=D по закону Ома градиент потенциала вызывает ток / = —а grad ф, L = o и т. д. Наряду с этими прямыми процессами переноса возникают и сопряженные с ними процессы. Например, при существовании градиента температуры кроме переноса тепла может происходить и перенос массы (термодиффузия). Такие перекрестные процессы характеризуются недиагональными коэффициентами Lik- Так, плотность потока массы 1 при наличии градиента концентрации и градиента температуры равна [c.14]

В 1911 г. Энског, развивая теорию газа Лоренца, пришел к заключению о возможности в такой газовой смеси диффузии не только за счет градиента концентрации, но и вследствие градиента температуры (термическая диффузия). Несколько позже Чепмен и Энског теоретически предсказали термодиффузию в общем случае газовой смеси. Первое экспериментальное подтверждение этого результата было получено из опытов Чепмена и Дутсона в 1917 г. [c.151]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...