Кинетика гомогенных процессов

Кинетика гомогенных процессов [c.295]

Процесс горения твердого топлива может рассматриваться как двухстадийный с нерезко очерченными границами между двумя стадиями первичной неполной газификации в гетерогенном процессе, скорость которого зависит главным образом от скорости и условий подвода воздуха, и вторичной — сгорания выделившегося газа в гомогенном процессе, скорость которого зависит главным образом от кинетики химических реакций. Чем больше в топливе летучих, тем в большей степени скорость сгорания его зависит от скорости протекающих химических реакций. Что касается сжигания топлива в виде пыли, как это имеет место в некоторых пламенных печах большой мощности, то в них процесс горения приближается к гомогенному, поскольку сильно развитая поверхность горящего топлива обусловливает характер горения пыли, больше зависящий от скорости химических реакций, чем от условий подвода воздуха для горения, хотя и в этом случае требование интенсивного 72 [c.72]

Представим, что любая, сколь угодно сложная сеть трубопроводов расчленена на некоторое число т отдельных прямолинейных отрезков тонкими изолирующими вставками (толщина вставок намного меньше диаметра трубы в данном месте). Число т выбрано так, что в пределах каждого отрезка параметры, определяющие кинетику электрохимического процесса коррозии металла, одинаковы. Каждому отрезку или элементу соответствуют свои скорость и потенциал коррозии, закон изменения последнего от плотности поляризующего тока (поляризационная диаграмма). Не исключено, что ряд каких-то отрезков сети может иметь одинаковые характеристики. Длина отрезков в общем случае предполагается разной. Сеть трубопроводов, образованную подобным образом, по аналогии с гомогенной поверхностью будем называть гомогенизированной. [c.35]

Т — —25 °С найдено 5 8. Авторы относят свои результаты к условиям, при которых за время постоянной чувствительности камеры образуется 1—2 капли в 1 см . Пересыщение, полученное в [135] для воды, выше, чем у Фольмера и близко к границе образования плотного тумана, указанной Вильсоном. Работа на расширительных камерах Вильсона требует известных предосторожностей и методических проработок для получения надежной информации о кинетике гомогенного зародышеобразования. Во-первых, в камере нельзя полностью избавиться от конденсации на ионах, пылинках. Во-вторых, нужно быть уверенным, что процесс расширения от начала до конца сохраняет адиабатический характер и состояние максимального пересыщения пара существует некоторое время, в течение которого возникают флуктуационные центры конденсации с частотой /х- Не будет большой ошибкой считать, что все капельки (за вычетом гетерогенных зародышей) начинают расти в это время. Если общее число появившихся капелек приблизительно известно, то есть возможность сравнивать экспериментальные результаты с теорией. [c.155]

Современная теория электрохимической коррозии металлов не противопоставляет два пути (гомогенный и гетерогенный) проте--кания процесса, полагая, что соответствующие теоретические положения, основанные в обоих случаях на использовании электрохимической термодинамики и кинетики, дополняют друг друга, так как каждое из них имеет свои границы применения. В связи с этим попытки необъективной критики одной из этих теорий являются ненужными. [c.188]

Для полимеров скорость деструкции в общем случае определяется только кинетикой процесса разложения, которая зависит от интенсивности теплового воздействия. Обычно полагают, что во всем температурном диапазоне деструкции зависимость скорости разложения от температуры и массы материала описывается уравнением такого же вида, что и уравнение для скорости гомогенной химической реакции [c.142]

Изучение роли естественного конвективного массообмена в процессе горения газа показало, что этот вид массообмена играет большую роль в кинетике данной гомогенной химической реакции. [c.327]

Аномально высокую скорость процесса выделения при низких температурах и высоком содержании углерода можно приписать резкому увеличению числа растущих частиц, при этом энергия активации роста, измеренная методом термических циклов, может оставаться неизменной. Однако отмеченное выше кажущееся изменение кинетики при 60° С связано не с началом повсеместного зарождения, а с изменением доли растворенных атомов, выделяющихся в объеме матрицы. Плотность мест выделения в матрице соответствует одному месту примерно на 10 атомов железа, и это указывает на то, что зародыши возникают либо гомогенно, либо на небольших скоплениях вакансий, причем недостаточно большое число вакансий исключает возможность зарождения на дислокационных петлях, возникающих при захлопывании вакансионных дисков. [c.296]

Процесс азотирования электролитического ванадия (99,7% V) наиболее полно исследован в работе [17, с. 80]. Насыщение проводили в техническом азоте, прошедшем обычную очистку от кислорода и влаги, и в азоте высокой чистоты (содержание примесей менее 0,005%) в интервале температур 800—1200° С с выдержкой 1—8 ч. Образцы помещали в кварцевый реактор с двойными стенками, через который пропускали азот со скоростью 20—30 см /мин. После насыщения образцы подвергали рентгеновскому анализу с поверхности, металлографическому исследованию и измеряли микротвердость. Установлено, что кинетика процесса азотирования, фазовый состав диффузионных слоев, значение их микротвердости при азотировании в техническом азоте и в азоте высокой чистоты практически одинаковы. При всех режимах азотирования образовывался только один слой высокой плотности, хорошо связанный с основой и состоящий из нитрида УЫ. Микротвердость слоя изменялась от 1850—1960 кГ/мм" на периферийной части до 1400—1500 кГ/мм на внутренней части, что вызвано довольно широкой областью гомогенности УМ. Микротвердость основы [c.168]

Одной из основных задач исследования кинетики реакций при высоких температурах является установление связи между скоростью распространения пламени и скоростью химической реакции в нем. Для выяснения кинетики процесса горения гомогенных газовых смесей, мы должны подробно рассмотреть узкий слой, в котором происходит химическая реакция, т. е. преобразование исходной топливной смеси в продукты сгорания. [c.75]

Образующийся по реакции (2.1) озон — термически нестабильное соединение, которое разлагается с высокой скоростью даже при комнатной температуре. Кинетика этого процесса в газовой фазе изучалась авторами работ [181 —198]. Установлено, что распад О3 катализируется металлами, окислами, галогенами, примесями органических и некоторых других веществ [198—201]. Согласно Бенсону и Аксворси [189], гомогенная реакция имеет следующий механизм [c.78]

В процессе роста диффузионных слоев образуются либо твердые растворы либо соединения, обладающие определенной областью гомогенности. В том и другом случае образование слоя сопровождается изменениями объема, что с неизбежностью приводит к возникновению напряжений как в самом слое, так и в прилегающей к нему матрице. Наибольшие объемные изменения (до 50%), а следовательно, и напряжения возникают при образовании соединений. Значения напряжений завирят в первую очередь от двух конкурирующих процессов объемных изменений и релаксации возникающих напряжений. Кинетика этих процессов целиком определяется свойствами обрабатываемого материала и образующегося слоя. Значения и знаки развивающихся напряжений зависят от вязкопластических свойств материала матрицы и образующегося слоя. В процессе создания диффузионных слоев реализуется следующая последовательная цепочка явлений диффузия — напряжения -релаксация - диффузия. [c.107]

Для вывода математической зависимости между степенью защиты и плотностью защитного тока (или смещением потенциала в отрицательную сторону) необходимо воспользоваться уравнениями кинетики электродных процессов. Основными электрохимическими реакциями на корродирующем и подвергающемся катодной защите металле являются ионизация металла (анодный процесс), электровосстановление кислорода, разряд ионов водорода и металла (катодные процессы), уравнения скоростей которых приведены в табл.- 7. Их использование оказывается затруднительным, если базироваться на теории многоэлектродных систем, поскольку в практических условиях коррозии и защиты распределение поверхности на катодные и анодные участки, а также распределение внещнего ток по гетерогенной поверхности остается неопределенным. Вместе с тем вывод искомого соотношения оказывается возможным на базе гомогенно-электрохимических представлений о поведении металлов в условиях стационарной коррозии и поляризации внешним током. [c.21]

Теория детонации в газах. Как известно, химич. превращеняя во взрывчатой газовой смеси могут иметь три основные различные формы, отличающиеся по величине скорости реакции. Гомогенное превращение, когда в каждой точке реакционного пространства реагируют в 1 ск. одинаковые количества вещества. Этот процесс возможен лишь тогда, когда скорость реакции настолько мала, что выделяющееся при реакции тепло путем теплопроводности м. 6. распределено по всему содержимому сосуда, т. е. процесс практически протекает изотермически. При больших скоростях реакции возникают сильные местные разогревы, к-рые в свою очередь ускоряют течение реакции и этим становятся исходным местом для второго типа процесса горения , при к-ром фронт горения высокой темп-ры пробегает по газовой смеси. Все же при этом давление в реакционной трубке практически одинаково, оно повышается равномерно и есть давление всего реагирующего вещества. При еще большем повышении скорости наступает такая стадия, когда не только тепло, но и связанное с реакцией повышение давления уже не успевают распределяться по окружающей массе. Эта стадия достигается тогда, когда скорость распространения фронта горения превышает скорость звука. В этом случае частицы нагревшегося газа, граничащие о фронтом горения, будут испытывать ударное сжатие, к-рое с своей стороны должно пове-сгч к дальнейшему увеличению скорости реакции Наступает третья фаза реакции, т. е. детонация, при которой местное повышение темп-ры связано с мгновенным повышением давления. Теоретически гомогенный процесс реакции является наиболее простым с точки зрения кинетики химического превращения, в то время как при горении, а тем более при детонации процесс усложнен взаимодействием теплопроводности и сжатия. Наоборот, если ограничиться только макроскопич. рассмот- [c.273]

Пример 1. Динамика химического реактора [4]. Рассмотрим модель химического реактора, который представляет собою открытую гомогенную систему полного перемешивания. В такой системе происходит непрерывный массо-и теплообмен с окружающей средой (открытая система), а химические реакции протекают в пределах одной фазы (гомогенность). Условие идеального перемешивания позволяет описывать все процессы при помощи дифференциальных уравнений в полных производных. Предположим, что рассматриваемый химический реактор — эго емкость, в которую непрерывно подается вещество А с концентрацией Хд и температурой г/ ). Пусть в результате химической реакции А В h Q образуется продукт В и выделяется тепло Q, а смесь продукта и реагента выводится из системы со скоростью, характеризуемой величиной X. Тепло, образующееся в результате реакции, отводится потоком вещества и посредством теплопередачи через стенку реактора. Условия теплопередачи характеризуются температурой стенки у и коэффициентом со. Для составления уравнений динамики химического реактора воспользуемся законами химической кинетики, выражающими зависимость скорости химического превращения от концентраций реагирующих веществ и от температуры, законом сслранения массы (условие материального баланса), а также законом сохранения энергии (условие теплового баланса реактора). [c.53]

И хотя, как убедительно показал Я. Б. Зельдович [71], кинетике не всегда принадлежит ведущая роль в процессах горения однородных гомогенных систем, невозможно без учета кинетических факторов даже в таких системах рассчитать тепловыделение как результат химических реакций, нарастание температуры по длине зоны горения, а следовательно, и теплообмен менщу горящей средой и тепловоспринимающими поверхностями или средами. [c.59]

Теория фракталов в существующем виде предназначена главным образом для описания процессов структурообра— зования в самом обобщенном смысле. Имеющиеся отдельные работы по использованию ее методов в механике разрушения посвящены проблемам трещиностойкости и кинетики разрушения и связаны с представлениями об агрегации системы растущих трещин во фрактальные кластеры. При этом рассматриваются в основном гомогенные среды и материалы. Использование такого подхода для описания прочности пористых случайно — неоднородных композиционных материалов в настоящее время весьма проблематично. Более подробно проблемы механики разрушения композиционных материалов обсуждаются в [48]. [c.198]

Изменение кинетики анодного растворения следует рассматри вать как для однофазных, так и многофазных сплавов. В первом случае более активные компоненты стремятся раствориться быстрее, чем менее активные. Например, латунь легко подвергается обесцин-кованию во. многих растворах со скоростью, которая определяется временем выдержки в растворе. В связи с этим растворение меди становится процессом, определяющим скорость коррозии, хотя реакция протекает в несколько ступеней. Так, для латуни (16% Zn и 85% и) наиболее медленной ступенью является окисление одновалентных ионов меди в двухвалентные на поверхности сплава [56]. Ковечн)ым результатом является обогащение поверхности менее активным элементом и постепенное уменьшение скорости растворения при условиях, что атомное соотношение между более благородным и более активным элементами выше характерной для каждой системы величины, сплав не покрыт пленкой и является гомогенным. [c.99]

За последние годы многие исследователи [342—344, 347—3501 применяли к начальным стадиям процесса конденсации хорошо развитые представления кинетики химических реакций в гомоген- [c.121]

Выше рассматривались диффузионные процессы при росте покрытий в предположении, что концентрация материала подложки на поверхности покрытия больше наименьшей концентрации растущей фазы в области гомогенности. Это, равносильно предположению, что в результате диффузии материала подложки в растущее покрытие образуется только одна фаза. В том случае, когда наименьшая концентрация материала подложки окажется больше, чем наименьшая концентрация растущей фазы в области гомогенности, в составе покрытия возможно образование второй фазы. В связи с этим необходимо рассмотреть диффузионную кинетику, сопровождающую рост многоф ных покрытий. [c.127]

Четвертая глава написана У. Тиллером, оригинальные работы которого по кристаллизации металлов хорошо известны у нас в стране. В этой главе довольно подробно излагается теория гомогенного и гетерогенного зарождения, а также дендритного и ячеистого роста металлических кристаллов. В ней рассматриваются вопросы распределения растворенных элементов в кристалле и возникновения дендритной ликвации и субструктуры при кристаллизации. В заключительной части приводятся примеры того, каК прилагается теория кристаллизации для построения диаграмм состояния и анализа особенностей затвердевания слитков. Очень жаль, что автор практически не рассмотрел механизм и кинетику эвтектической кристаллизации, важнейшего процесса, подробно изученного в работах А. А. Бочвара и других исследователей. [c.6]

Особый интерес в связи с необычайно большим изменением объема при превращении представляет превращение тетрагональной модификации олова (белого олова) в кубическую (серое олово). Огромное изменение объема приводит к очень большой величине упругой энергии (составляющей при 0° С около 5 ккал г-атом, т. е. примерно в 10 раз больше изменения свободной энергии при превращении), что в соответствии с уравнением (1) практически делает невозможным гомогенное зарождение. Благодаря этим обстоятельствам можно получить прямое подтверждение роли образования зародышей в процессе превращения. Таким подтверждением служит инициирование превращения в результате натирания поверхности белого олова маленькими частицами серого олова. Эта прививка эквивалентна процессу внесения затравки для предотвращения переохлаждения при затвердевании или для облегчения кристаллизации из жидкого раствора. Ряд исследователей указывал, что спонтанно зародыши серого олова никогда не образуются даже в несовершенных кристаллах. Скорость превращения сильно зависит от формы образца и от его термической истории. Для образцов, не претерпевавших превращения, характерен длительный инкубационный период, после же нескольких циклов превращения небольшое число зародышей существует в каждой частице уже к началу превращения. Эти зародыши связаны, вероятно, с неиревратившимися участками серого олова, и в этом случае кинетика превращения при охлаждении может быть описана уравнением (39) с п = д. [c.285]

Куртней [137, 138] применил быстродействующую камеру Вильсона (время расширения 3—8 мсек), VIA = 1,2—1,5. Давлепие в процессе расширения и после него измерялось с помощью пьезоэлектрического датчика, помещенного в камеру. Температуры термостата и газа перед расширением измерялись железо-константановыми термопарами. Процесс конденсации регистрировался фотоумножителем по изменению интенсивности рассеянного света под углом 90°. В камере возникал плотный туман, напоминающий табачный дым. Изучалась кинетика конденсации водяного пара в смеси с инертным газом (Аг, Не, N2). Насыщение газа производилось в отдельном устройстве, камера была сухая . В работе [137] получены данные, которые согласуются с измерениями Вильсона (S =8, Гг = 257 °К) и с классической теорией гомогенной нуклеации. Последующее более детальное исследова- [c.156]

Эффект упрочнения во многом связан с мартенситным переходом в аустенитной фазе при Г = при закритйческих скоростях охлаждения (дпя углеродистых сталей Укр > 200 К/с). При >10 Вт/м скорость охлаждения Уохл К/с в области (х) < 10 К, и уточнение глубины упрочнения требует знания кинетики процессов структурных превращений при быстром нагреве и последующем охлаждении. При величине удельной мощности электронагрева д 10 Вт/м времена выдержки поверхностного слоя при Т > Асз сравнимы, а при gs > 4-10 Вт/м они меньше времен, необходимых для гомогенной аустенитизации за счет углерода, диффундирующего в решетке ферритной матрицы (размер зерен перлита в этом случае 5-ь20 мкм). В такой ситуации дальнейшее повышение уровня электронагрева д теряет смысл, если не перевести при высокочастотной индукционной закалке часть поверхностного слоя в состояние подплавления, резко сократив времена диффузионного массопереноса и гомогенизации состава в нагретом слое. [c.498]

В зависимости от характера электрохимической гетерогенности металлической поверхности и в первую очередь в зависимости от размеров однотипных (гомогенных) в электрохимическом отношении участков, а также от степени устойчивости гетерогенности поверхности металла во времени характер работы коррозионных пар и вызываемый ими коррозионный эффект будут сильно различаться. Макроэлектрохимиче-ская гетерогенность, как, например, контакт разнородных металлов или макронеоднородность внешних условий, приводит к образованию макрокоррозионпых элементов. Работа макрокоррозионных элементов зависит не только от кинетики катодного и анодного -процессов, по и от омических сопротивлений пары. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...