Диффузия в газовых средах

Влияние звука на диффузию в газовых средах. Эта задача тесно связана с явлениями испарения жидкости в воздухе или возгонки твердых частиц. Рассмотрим два случая испарение со свободной поверхности и возгонка твердых частиц со сферы в воздух при воздействии ультразвука. [c.522]

Диспергирование кристаллов с помощью ультразвука 448 Диффузия в газовых средах 522 [c.686]

Рассмотрим постановку и решение задачи о переносе целевого компонента к поверхности сферического газового пузырька при условии, что значение критериев Пекле и Рейнольдса близки к нулю. Если в уравнении конвективной диффузии (1. 4. 3) положить Ре = 0, т. е. полностью пренебречь конвективными членами по сравнению с диффузионными, то получим уравнение нестационарной диффузии в неподвижной среде [c.244]

Образующаяся при коррозии на металлической поверхности оксидная пленка по своим защитным свойствам обычно разделяется на два типа —плотную и пористую. При возникновении плотной оксидной пленки коррозия контролируется твердофазной диффузией реагентов. Если на поверхности металла возникает пористая оксидная пленка, то лимитирующими факторами окисления являются одновременно скорость химических реакций на границах фаз между металлом и оксидом и диффузия в газовой фазе через оксидную пленку. В плотных и пористых оксидных пленках основной движущей силой реагентов является градиент химического потенциала по толщине пленки, возникающий от разности химического состава в направлении от металла к наружной поверхности оксида либо разности концентрации кислорода на границах металл —оксид и оксид — окружающая среда. Иногда [c.47]

Нанесение защитных слоев методом диффузии из газовой среды позволяет осаждать на рабочие поверхности такие металлы, как А1 и Сг, дающие собственные защитные слои. Напыление уже готовых окислов при помощи плазменных головок дает пока еще слои, обладающие малым сцеплением с поверхностью основного металла, особенно при увеличении толщины напыляемого слоя. Гораздо более устойчивые слои получаются при наплавке на рабочую поверхность другого металла с его последующей обработкой и высокотемпературным окислением. В этом случае создаются два переходных слоя наплавляемый металл — рабочая поверхность наплавляемый металл — окисел или какое-либо другое соединение. Образование этих слоев сопровождается процессами диффузии при высокой температуре. [c.26]

Вначале сорбция водяного пара происходит по поверхности объема материала, вследствие чего в пограничном слое влажного воздуха уменьшается концентрация водяного пара в связи с уменьшением концентрации водяного пара в пограничном слое будет происходить перемещение водяного пара из воздушной среды с более высокой концентрацией к пограничному слою. Это явление перемещения водяного пара из области большей концентрации в область меньших концентраций принято называть диффузией водяного пара в газовой среде. Диффузия водяного [c.254]

Условия, соответствующие динамическому фазовому равновесию твердый металл — пар, реализовать практически очень трудно. В громадном большинстве случаев технического использования нагретых металлов происходит необратимое расходование твердой фазы, поскольку давление пара над ней почти всегда меньше равновесного. Причиной этого нередко является частичная конденсация пара на менее нагретых поверхностях. Если между металлом и такими поверхностями имеется недостаточно разреженный газ, скорость неравновесной сублимации может быть замедлена за счет взаимных столкновений испаряющихся атомов металла с молекулами остаточного газа. Поэтому в объеме, ограниченном газонаполненной оболочкой, скорость сублимации материала определяется, помимо равновесного давления его пара, диффузией через газовую среду (если не рассматривать конвективных течений газа) и скоростью конденсации на оболочке. Так как конденсация на оболочке происходит обычно достаточно быстро, скорость неравновесной сублимации в стационарных условиях лимитирует диффузия испаряющихся атомов через газ. [c.418]

В кислых газовых средах разрушение бетонов имеет сходство с разрушением в кислотах. Однако непосредственному химическому взаимодействию в этом случае предшествует стадия превращения кислого газа в кислоту. Это происходит в результате диффузии газа и растворения его в поровой жидкости бетона. Далее процесс протекает так же, как при воздействии кислот. Поскольку бетон в рассматриваемом случае находится в газовой среде, то продукты химической реакции остаются в поровой жидкости. Постепенно они насыщают её и выпадают в осадок. [c.134]

Нитроцементация, т. е. насыщение поверхности стальных изделий азотом и углеродом одновременно, является наиболее прогрессивным способом ХТО и поэтому наиболее широко используется в производстве. Не случайно, что большое внимание исследователей и производственников уделено разработке нитроцементации в режиме ТЦО. Особенностями процесса нитроцементации конструкционных сталей являются понижение максимальной температуры насыщения до 870 °С и снижение содержания аммиака в газовой среде от 10—25 до 1—5 %. Это резко уменьшает вероятность образования крупного зерна, темной составляющей , в структуре и избыточной карбонитридной фазы (сетки), снижающих прочностные и пластические свойства деталей. Снижение температуры обработки при нитроцементации обусловлено тем, что диффундирующий в сталь азот существенно уменьшает значения температуры критических точек и этим обеспечивает необходимую диффузию углерода в аустенит при меньших температурах. [c.207]

Цианированием называется ХТО, при которой поверхность насыщается одновременно углеродом и азотом. Цианированный слой обладает высокой твердостью, сопротивлением износу. Повышаются также усталостная прочность и коррозионная стойкость. Совместная диффузия углерода и азота происходит быстрее, чем каждого из этих элементов в отдельности, поэтому продолжительность цианирования обычно 0,5—2 ч. Цианирование бывает высокотемпературным при 800—950° С и низкотемпературным при 540—560° С. При высокотемпературном цианировании поверхность насыщается больше углеродом, чем азотом, т. е, этот процесс приближается к цементации. После такого цианирования изделия подвергают закалке с низким отпуском. Поверхностный слой после глубокого цианирования содержит 0,8—1,2% С и 0,2—0,3% N. Низкотемпературному цианированию подвергают детали, уже прошедшие термическую обработку, как и при азотировании. При таком цианировании поверхность насыщается главным образом азотом, глубина слоя составляет 0,015—0,03 мм. Цианирование обычно проводят в жидкой или в газовой средах. Главный недостаток жидкостного цианирования — ядовитость цианистых солей. Этого недостатка нет при газовом цианировании. [c.209]

Повысить твердость до 1000—1200 Яд можно также отложение.м на поверхности детали металлического хрома (хромирования). Паи большее распространение получило электролитическое хромирование, но возможно насыщение поверхности металла хромом и в результате диффузии. Диффузионное хромирование дает значительно большую устойчивость против коррозии и жаростойкость, особенно в газовых средах при высоких температурах. Диффузионное хромирование производится при температурах 1100—1200° в атмосфере газообразных хлоридов хрома или в порошках, основная масса которых состоит из металлического хрома или феррохрома, хлоридов металлов или хлористого аммония и различных инертных материалов (например, силикагеля). Для хромирования употребляются как низкоуглеродистые, так и высокоуглеродистые стали. Толщина слоя хрома достигает 0,05—0,15 мм, для получения этой толщины требуется 10—12 часов выдержки. [c.74]

При горении происходят а) подвод реагирующих веществ путем диффузии из газового потока к поверхности углерода б) химическое соединение реагирующего вещества с углеродом на его поверхности в) горение продуктов реакции в газовой среде. [c.67]

Причина малого влияния скорости движения среды в том, что основное торможение газовой коррозии (если не считать начального периода) определяется главным образом диффузионными процессами в окисной пленке, а не подводом окислителя из газовой фазы к поверхности пленка — газ. Это объясняется тем, что скорости диффузионных процессов в твердом теле (окислы) ничтожно малы по сравнению со скоростями конвекции или диффузии в газовой фазе. [c.106]

Опытные данные о влиянии скорости движения газовой среды на скорость окисления металлов (рис. 38, 39 и 96), согласно которым уже при небольших скоростях газового потока достигаются предельные значения скорости окисления металлов при данной температуре, указывают на то, что окисление металлов, дающих при окислении полупроводниковые окислы /7-типа, контролируется не только диффузией реагентов через окалину, но и переносом окислителя к поверхности раздела окалина — газ, т. е. внешней массопередачей (см. с. 65). Таким образом, увеличение скорости движения газовой среды в какой-то степени эквивалентно повышению парциального давления окислителя. [c.135]

При химико-термической обработке происходит поверхностное насыщение стали соответствующим элементом (С, N, А1, Сг, Si и др.) путем его диффузии в ат( марном состоянии из внешней среды (твер дой, газовой, паровой, жидкой) при высокой температуре. [c.227]

Течение через пористые среды важно при разделении изотопов методом газовой диффузии. В работе [620] выполнен анализ вязкого течения через пористые среды путем минимизации скорости диссипации энергии в испытаниях по распределению напряжений при наличии скольжения на стенках пор или при его отсутствии. [c.432]

В газовой смеси могут происходить химические реакции. Здесь будет рассматриваться только случай, когда скорости химических реакций достаточно велики и газовая смесь находится в локальном равновесном химическом состоянии. При большой скорости химических реакций или соответственно при малых временах протекания химических реакций хим имеет место неравенство 4им С 4. здесь характерное газодинамическое время, определяемое отношением характерного размера в задаче L к характерной скорости движения среды V ( ,, = L/V). Можно показать, что уравнения диффузии в этом случае вырождаются в конечные соотношения, носящие название законов действующих масс. [c.13]

Получим уравнение баланса энергии на границе раз дела сред. Из контура, охватывающего единичную площадь раздела сред (см. рис. 6.3.1), энергия уносится за счет конвективного потока в газовую фазу д = к (ру)1 ., диффузии комле [c.250]

Даже для высокоомных сред с х=10 См-см- при разности потенциалов Дф всего 0,1 В согласно критерию по формуле (2.40) обеспечивается достаточная защита —/k=/s = 0,14 I, т. е. плотность подводимого тока I в семь раз больше необходимой для защиты Is. Выражение (2.46) справедливо только для диффузии окислителя в спокойной среде, но не для других возможных видов переноса, например потоком жидкости или обдувом (аэрацией) из газовой фазы. Таким образом, узкие щели, заполненные неподвижной водой, вызывают меньше опасений по эффективности защиты, чем области экранирования тока камнями. [c.61]

Полученные результаты находятся в противоречии с литературными данными, поскольку, как известно, коэффициент поверхностной диффузии является константой вещества, изменяющейся лишь с температурой, а скорость испарения должна возрастать с повышением степени разрежения [3]. Однако следует отметить, что эти условия соблюдаются только для чистой межфазной границы кристалл — насыщенный пар . В наших условиях эксперимента поведение поверхности материала в вакууме может определяться не столько степенью разрежения, сколько парциальными давлениями наиболее активных в химическом отношении компонентов остаточной газовой среды. [c.56]

Испытания на водородное охрупчивание обычно проводят с целью исследования какого-либо одного из двух типов поведения. Поведение I типа связано с кратковременными или мгновенными процессами, когда проникновение водорода в металл посредством диффузии невелико или отсутствует. Такие процессы исследуют с помощью испытаний на растяжение или методами механики разрушения при высоком или низком давлении газа. Поведение II типа характерно для тех случаев, когда водород попадает в решетку металла, что может произойти, например, при длительной эксплуатации конструкции в водородсодержащей среде. Такие условия моделируются путем проведения испытаний на образцах, предварительно наводороженных до перенасыщения в газовой фазе или электролитически. Используемые методики могут включать растяжение, разрушение, выращивание усталостных трещин или рост трещин при постоянной нагрузке. [c.49]

Лабораторные исследования позволили установить, что активные газовые и жидкие среды в процессе трения, взаимодействуя с металлической поверхностью, в результате адсорбции на поверхности трения и диффузии в поверхностные слои металла [c.63]

При этом определяются вклады отдельных составляющих в суммарную активность продуктов, выходящих из защитной оболочки в окружающую среду продуктов деления, продуктов активации и трансурановых элементов. Затем определяют распределение концентраций радиоактивных элементов и поглощенных доз в окрестности атомной станции. Для этого используют метеорологические данные и модели перемешивания газовых потоков, диффузии аэрозолей в атмосфере и их осаждения на земной поверхности. [c.99]

Вокруг более мелких капель, даже при высоких температурах среды, нет горения. У других капель в зоне горения происходит только частичное выгорание паров. Остальной пар распространяется турбулентной диффузией в среде и сгорает по тем же законам, как газовое топливо. Распределение жидкости и паров в газовом потоке определяет условия образования горючей смеси. [c.218]

Установка уплотнительных манжет на валу и ловушек пара на газовой линии не исключает возможности диффузии пара рабочей среды в полость двигателя и снижения сопротивления электрической изоляции. Под кожухом двигателя предусматривают установку электроконтактных сигнализаторов. Необходимо также осуществлять периодический контроль состояния изоляции двигателя. [c.61]

Задача о диффузии в газовой среде решается методами кинетической теории газов, так как в этом случае не требуется особой энергии активации для проникновения одного газа в другой. Если диффузия происходит в конденсированных фазах (жидкая, твердая), то в этом случае для перемещения частиц диффузанта требуется энергия активации, так как в жидкости и в кристалле частицы между собой связаны значительной энергией межатомного или межмолекулярного взаимодействия, находясь на малых расстояниях друг от друга. Скорость диффузии в этом случае будет значительно меньше. [c.296]

Явление перемещения водяного пара в порах материала из области больших концентраций в область меньших концентраций принято называть диффузией водяного пара через пористую стенку. Скорость диффузии через пористые материалы характеризуется коэффициентом паропроницаемости и объемной паро-емкостью материала. Диффузия в строительных материалах протекает очень медленно по сравнению с диффузией в газовой среде. По этой причине для достижения равновесного состояния требуется длительное время. [c.255]

Специально для охлаждения газообразной среды жидкостью иногда используются аппараты смешения, в которых оба агента непосредственно контактируют друг с другом. Примером таких аппаратов служат скрубберы, применяемые в химических ироизводствах и в технологии, а также градирни. Конструкция скрубберов обеспечивает создание сильно развитой поверхности жидкости, стекающей по насадке, изготовленной из дерева, кускового или фасонного огнеупора, проволоки и т. п. Поток тепла, устанавливающийся в направлении к открытой поверхности жидкости, во многих случаях определяется здесь не только теплопроводностью, но и диффузией пара в газовой среде, т. е. процессом массопереноса. [c.143]

При обсуждении вопроса о теплоотдаче конденсирующегося пара, содержащего воздух, было отмечено, что коэсЙзициент а существенно зависит от того обстоятельства, сколь интенсивно диффундирует пар сквозь паровоздушную смесь вблизи поверхности жидкой пленки. Диффузия лежит также в основе множества других физических и химических процессов, таких, как горение угольной пыли, адсорбция вещества из растворов кусковым материалом, цементирование или хромирование металлических изделий, испарение жидкостей в газовую среду, сублимация, разделение изотопов и т. п. Не во всех случаях ход диффузии нужно связывать с переносом тепла. Часто диффузия эффективна по одному тому, что она в условиях практически однородной температуры приводит к направленному переносу массы одного из компонентов системы под действием соответствующей силы. Под таким углом зрения решается, например, задача о количестве воды, испаряющейся в естественных, изотермических условиях с поверхностей водоема или подлежащего сушке влажного материала. Включение вопроса об изотермической диффузии в курс теплопередачи оправдано тем обстоятельством, что закономерности переноса тепла, с одной стороны, и диффузионного переноса массы, с другой стороны, оказываются в определенных границах аналогичными и рассчитываемыми единообразным способом. [c.179]

Dp [Mj ei ] — коэффициент диффузии пара в газовой среде, отнесенной к градиенту парциальных давлений пара R [кгм кг град] — газовая постоянная для пара [c.85]

Цианирование (нитроцементация) — это процесс одновременного насыщения поверхности стали углеродом и азотом. Жидкостное цианирование проводится в расплавах цианистых солей Na N или K N. Газовое цианирование (нитроцементация) проводится в газовой среде, содержащей смесь метана СН и аммиака NHg. Углерод и азот ускоряют процесс диффузии друг друга. Различают низкотемпературное и высокотемпературное цианирование. [c.147]

В более ранних исследованиях реакционной диффузии в системах металл—сложный газ [159—161] предполагали, что новая фаза на поверхности образуется прежде всего в результате взаимодействия с тем из газовых компонентов, к которому металл имеет большее химическое сродство. В работе [226] констатируется, что полученные при боросилицировании молибдена результаты противоречат данному положению, так как кремний имеет большее сродство к молибдену, чем бор, а на поверхности образуются не силициды, а бориды молибдена. Не зная точно условий эксперимента (в частности, состава и соотношения компонентов в газовой среде), трудно предложить объяснение обнаруженному явлению. Однако при анализе фазового состава диффузионных слоев, полученных в газовых насыщающих смесях, где активными могут быть несколько компонентов, необходимо, кроме термодинамических факторов, учитывать кинетические и такой важный параметр, как парциальное давление составляющих смеси и его изменение с температурой. [c.203]

Интересную аналогию можно провести между рассматриваемыми экспериментальными результатами и недавно развитыми в работах [14, 15] теоретическими представлениями о термической диффузии в запыленном (dusty) газе , т. е. в смеси газа с малым количеством взвешенных макроскопических частиц, размеры которых меньше длины свободного пробега молекул газа. Эта модель имеет практическое значение для изучения свойств переноса пылинок или аэрозолей в газовой среде. Перечисленные в таблице смеси тяжелых молекул паров антрацена и его производных с гелием практически удовлетворяют условиям такой задачи, поэтому данные для этих смесей можно, по-видимому, рассматривать, как первую экспериментальную демонстрацию термодиффузионных свойств запыленного газа . Эти данные совпадают с теоретическими выражениями работ [14, 15] также и в количественном отношении. [c.231]

Силицирование металлов производится, как известно, в газовой среде, состоящей из 81С14 или смеси 81С14 -Н2 [1, 2], в ва-куумировапной среде, содержащей кремний [3], в твердой среде, содержащей смесь порошков кремния, нейтрального вещества (обычно тугоплавких окислов) и галоидов аммония [4]. В конечном счете силицирование происходит из паров кремния и четыреххлористого кремния (отдельно или в смеси с водородом). Способ образования элементарного кремния при контакте газовой среды, содержащей четыреххлористый кремний, с тугоплавкими металлами подробно не изучен. Силицидный слой на тугоплавких металлах частично образуется наращиванием силицидов над основным металлом, а частично путем атомной или реакционной диффузии в него кремния. [c.73]

Интенсивная карбонизация тяжелого бетона наблюдается при относительной влажности 50—80%. Интересные результаты получены Фербеком [149], который проводил опыты на бетонных призмах сечением 2,5X2,5 5X5 и 7,5X7,5 см. При влажности атмосферы 100% степень карбонизации материала была невелика. Она была минимальной у образцов большего сечения. При влажности 25% призмы сечением 7,5X7,5 см имели столь же высокую степень карбонизации, как и прп влажности 60%, в то время как образцы 2,5X2,5 см практически не карбонизировались. Из этого можно заключить, что определяющую роль играет не относительная влажность воздуха, а влажностное состояние бетона. В образцах больших размеров влага сохраняется длительное время даже в сухой атмосфере, благодаря чему имеются условия для карбонизацни. Мелкие образцы быстро высыхают и карбонизация в них прекращается. Имеет значение также плотность структуры бетона. Очевидно, плотный бетон может сохранять влагу более длительное время, чем пористый, степень его уплотнения конденсирующейся из атмосферы влагой будет выше. В структуре с крупными порами, где заполнение водой микрокапилляров не может заметно повысить диффузионное сопротивление, интенсивность карбонизации мало зависит от влажности атмосферы. В материале с мелкопористой структурой конденсация влаги в микрокапиллярах может значительно повысить сопротивление диффузии СОг в газовой среде. В таком материале торможение карбонизации возрастает с повышением влажности атмосферы. [c.131]

Естественно, нельзя пренебрегать влиянием отрицательных температур, при которых практически прекращается взаимодействие СОг с жидкостью в порах бетона (мельчайшие поры, где сохраняется незамерзшая капиллярная влага, недоступны для диффузии СОг в газовой среде, а известь из раствора переходит в кристаллогидрат уже при —0,15° С). Поэтому во всех расчетах карбонизации бетона в естественных климатических условиях необходимо из общего срока службы вычитать продолжительность пахождепия при отрицательной температуре. [c.155]

Пусть рост кристалла из газовой фазы в основном происходит по слоистому или слоисто-спиральному механизмам. В этом случае источниками ступеней на растущих сингулярных (вицинальных) гранях могут быть винтовые дислокации. Ступень, образованная винтовой дислокацией, при встраивании в нее частиц закручивается в спираль, и образующиеся последовательные витки формируют эшелон ступеней. На растущей поверхности при этом возникают пирамиды (рис. 4.27), причем концентрация ступеней, образующих эти пирамиды, велика и практически не зависит от количества винтовых дислокаций, выходящих на поверхность роста. На поверхности кристалла, контактирующего с питающей средой, присутствуют адсорбированные частицы того же вещества, из которого состоит кристалл. Адсорбированные частицы совершают тепловые колебания в трех направлениях — перпендикулярно плоскости и в двух параллельных плоскости. Флуктуации энергии при колебаниях первого типа приводят к отрыву частиц от поверхности и переходу их в газовую среду (испарение). Колебания второго типа создают условия для диффузионной миграции этих частиц по поверхности. Если над растущей поверхностью создается пересыщение, то начинается диффузия в окружающей среде и адсорбированном слое по направлению к ступени, на которой будет идти конденсация до тех пор, пока это пересыщение не [c.187]

В окислительных средах при высоких температурах образуются продукты газовой коррозии - оксиды РеО (вюстит), Рез04 (магнетит), РезОз (гематит). При плотной оксидной птенке скорость нарастания окалины определяется скоростью диффузии атомов сквозь толщину окшшны, что,в свою очередь, зависит от температуры и строения оксидной пленки [c.99]

Ухудшение механических свойств тем сильнее, чем хуже вакуум, выше температура испытания и больше приложенные напряхшыия. Разрушение образцов в плохом вакууме наблюдается по границам зерен вследствие преимущественной межкристаллитной диффузии атомов из газовой среды [1]. В этих условиях происходит преимущественное окисление по границам зерен. [c.90]

К химическому методу относится также контактное осажденрге металлов из раствора. Для листовых полуфабрикатов применяется горячий способ нанесения покрытий из расплавов цинка, олова, алюминия. Металлические покрытия должны обладать хорошей пластичностью. Пластичность покрытия определяется промежуточным слоем интерметаллидов, образующихся в результате реактивной диффузии. Для регулирования пластичности в расплавы вводятся добавки других металлов. В промышлен-иости применяется также термодиффузионное поверхностное легирование сталей хромом, алюминием, кремнием и другими элементами G целью повышения их жаростойкости и коррозионной стойкости в агрессивных средах. Процесс проводится при высоких температурах из измельченной твердой или газовой фазы хлоридов или других соединений соответствующих металлов. [c.49]

В процессе газовой коррозии перлитных сталей происходит обезуглероживание поверхностного слоя под влиянием диффузии углерода к пленке окисла, образование смеси окнси и двуокиси углерода и удаление этоГ) смеси в окружающую газовую среду. Поэтому в структуре поверхностных слоев труб может полностью отсутствовать перлит. [c.318]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...