Поверхностное натяжение и диффузия

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ И ДИФФУЗИЯ [c.68]

Положительно сказывается на процессе деаэрации увеличение средней температуры деаэрируемой воды, так как при этом снижается вязкость ее и поверхностное натяжение и увеличивается скорость диффузии газов. В то же время эффективное удаление газа из воды также не является достаточным для эффективной деаэрации. Выделившийся из воды газ находится на поверхности жидкости или в непосредственной близости от нее, и при незначительном снижении температуры воды или повышении ее давления газ вновь поглощается водой. [c.192]

Рост парового пузыря в перегретой жидкости определяется тремя факторами инерцией жидкости, поверхностным натяжением и давлением пара. В процессе роста с поверхности пузыря происходит испарение, благодаря чему температура и давление пара внутри пузыря уменьшаются. Однако необходимый для испарения приток тепла зависит от скорости роста пузыря. Таким образом, динамическая проблема оказывается связанной с проблемой тепловой диффузии. Так как последняя решена, динамическую проблему можно описать количественно. Выведена зависимость изменения радиуса пузыря пара от времени, которая пригодна для достаточно больших радиусов. Это приближенное решение охватывает область, представляющую значительный интерес с точки зрения физики, так как радиус, при котором решение становится пригодным, близок к нижнему пределу возможностей экспериментальных исследований. Из этого решения видно, что тепловая диффузия оказывает сильное влияние на скорость роста пузыря. Теоретически найденная зависимость радиуса пузыря от времени сопоставляется с результатами экспериментальных исследований в перегретой воде, причем совпадение оказалось очень хорошим. [c.189]

В первую очередь относится к ядрам воздуха в воде, однако аналогичные условия создаются, по-видимому, и в других жидкостях. Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что на поверхностях раздела между воздухом и водой спонтанно образуются мономолекулярные оболочки из органических примесей. Известно 1, 2], что такие пленки изменяют эффективное поверхностное натяжение и задерживают испарение возможно также, что они задерживают диффузию. Так как пузырек воздуха имеет сферическую форму, то и окружающая его оболочка должна быть сферической. Если эта оболочка достаточно жесткая, то она может препятствовать сжатию пузырька под действием сил поверхностного натяжения или вследствие растворения газа в жидкости. Если вода при данном давлении не насыщена, то воздух может диффундировать сквозь оболочку и растворяться в окружающей жидкости. Так как органическая оболочка препятствует уменьшению размеров пузырька, то давление в нем с течением времени будет падать, пока не достигнет значения, при котором жидкость была насыщенной. [c.90]

В первую очередь нас будут интересовать рост и схлопывание пузырьков, происходящие с большими скоростями, и мы будем рассматривать поля гидродинамического и акустического давления. В этих условиях движение стенки пузырька и окружающей жидкости в сильной степени зависит от инерционных сил, которые велики по сравнению с силами вязкости, поверхностного натяжения и сжимаемости. Хотя влияние трех последних факторов, и особенно сжимаемости, важно само по себе, оно представляет интерес еще и потому, что эти факторы накладываются на основную структуру течения, обусловленную силами инерции. Диффузия газов сквозь стенку пузырька также влияет на характер течения. Косвенное влияние на инерционные силы оказывает теплопередача, от которой зависит скорость испарения. [c.120]

На процесс диффузии, приводящий к образованию и развитию пустот, оказывает значительное влияние наличие касательных напряжений, действующих вдоль границ зерен. Внутреннее давление в пустотах находится в равновесии с поверхностным натяжением и .. С увеличением размеров пустоты г давление понижается в соответствии с зависимостью [c.251]

Соотношение (3.3.3) представляет собой уравненпе материального баланса ПАВ, физический смысл которого заключается в том, что количество ПАВ, которое попадает на межфазную поверхность, равно изменению количества ПАВ на поверхности. Это изменение обусловлено нестационарностью процесса переноса ПАВ, наличием конвективной и молекулярной диффузии ПАВ вдоль поверхности раздела фаз п изменением коэффициента поверхностного натяжения. [c.104]

Возможность свободного перемещения молекул относительно друг друга обусловливает свойство текучести жидкости. Тело в жидком состоянии, как и в газообразном, не имеет постоянной формы. Форма жидкого тела определяется формой сосуда, в котором находится жидкость, действием внешних сил и сил поверхностного натяжения. Большая свобода движения молекул в жидкости приводит к большей скорости диффузии в жидкостях по сравнению с твердыми телами, обеспечивает возможность растворения твердых веществ в жидкостях. [c.83]

Значение коэффициента поверхностного натяжения S сильно зависит от присутствия малых количеств так называемых поверхностно-активных веществ (ПАВ) на границе раздела фаз. При обтекании капель и пузырьков концентрация ПАВ вдоль их границы может быть переменной из-за их конвективной диффузии. В результате вдоль границы образуется градиент поверхностного натяжения, что приводит к появлению касательных напряжений и приближает свойства поверхности капель и пузырьков к твердой поверхности. Поэтому в не очень очищенных жидкостях пузырьки обтекаются как твердые сферы, и сила вязкого сопротивления при Re < 1 лучше описывается формулой Стокса для твердой сферы (С,, = 24/Re ), чем формулой = 16/Re , следую- [c.160]

Из закона соответственных состояний вытекает далее, что для теплоемкостей Ср и -V, теплоты парообразования г, коэффициента поверхностного натяжения сг, вязкости i], теплопроводности А, диффузии D термодинамически подобных веществ должны существовать следующие 206 [c.206]

Положение капли жидкости на тв. поверхности определяется поверхностными натяжениями жидкости 7 ,, ТВ. тела и на границе его поверхности с поверхностью жидкости Пт к В равновесных условиях (т. е. в отсутствие гравитации, капиллярного эффекта, хим. взаимодействия, диффузии, адсорбции и т. д.) для обратимых процессов оно задаётся ур-нием Юнга [c.565]

Рассмотрим влияние основных режимных параметров — давления, массовой скорости и пар о содержания для указанных выше видов кризиса теплоотдачи. С изменением давления меняется плотность фаз, сила поверхностного натяжения, вязкость и т. д., что сказывается на параметрах парообразования и толщине граничного кипящего слоя. Различная скорость потока обусловливает разный градиент скорости в слое. Это оказывает влияние на размеры отрывающихся пузырьков пара и интенсивность эвакуации их в ядро течения. Турбулентные пульсации, также зависящие от средней скорости течения, определяют интенсивность диффузии капель из ядра и срыва жидкости с пленки. С изменением энтальпии потока меняется скорость, влагосодержание и интенсивность обмена жидкостью между ядром потока и пристенным слоем. " [c.120]

Градиент поверхностного натяжения может возникнуть также за счет так называемой поверхностной эластичности , заключающейся в том, что возникает разница в поверхностном натяжении между увеличенной поверхностью и статической. Вещества, которые понижают поверхностное натяжение, находятся у поверхности в максимальной концентрации. Если поверхность увеличивается, концентрация этих веществ моментально уменьшается, что вызывает повышение поверхностного натяжения. Величина этого повышения зависит от скорости увеличения поверхности и скорости диффузии материала к поверхности. Результирующим эффектом является стабилизация пленок и отсутствие коалесценции благодаря возникновению сил, действующих в обратном направлении силам механического разрушения, стремящимся растянуть, уменьшить толщину и разрушить пленки. Поверхностная эластичность будет наиболее заметна тогда, когда один из компонентов смеси обладает высокой поверхностной активностью . [c.154]

Турбулентность на свободных поверхностях усиливается при следующих условиях 1) вещество диффундирует из фазы с более высокой вязкостью 2) вещество диффундирует в фазу с меньшим поверхностным натяжением 3) при наличии большой разности кинематических вязкостей жидкостей, составляющих фазы, и коэффициентов молекулярной диффузии 4) при наличии высокого градиента концентраций у поверхности 5) поверхностное натяжение сильно изменяется с концентрацией [c.154]

A-2. Б. P. Парки H и P. В. К a p м и н (США), Роль диффузии растворенного воздуха и поверхностного натяжения в возникновении кавитации. [c.193]

Течение расплавленных припоев в реальных условиях пайки отличается от течения идеальных жидкостей, так как припои, как правило являются многокомпонентными сплавами, которые при пайке вступают в сложные взаимодействия с паяемым материалом. В процессе течения их в зазоре происходит растворение в них паяемого материала, флюса, газовых сред. Известно, что поверхностные свойства жидких растворов зависят от характера распределения в объеме и в поверхностном слое растворенных элементов. Если взаимодействие между атомами растворенного вещества и атомами растворителя меньше, чем взаимодействие между атомами растворителя, то растворенные вещества будут преимущественно выталкиваться из объема растворителя на поверхность. Накопление их в поверхностном слое приводит к уменьшению атомного взаимодействия, в результате чего поверхностное натяжение с ростом концентрации растворенных веществ падает. С другой стороны, под действием диффузии кон - [c.23]

И диффузии ПАВ сравнимы со скоростями процесса, необходимо лишь в вышеуказанных уравнениях считать их разными и помечать поверхностные натяжения индексами и определиться с кинетикой процессов. [c.119]

При уменьшении объема отдельной поры давление газа, находящегося в ней, возрастает и уравновешивает силы поверхностного натяжения, которые стягивают поры. В этом случае поверхность пор перестает быть источником вакансий и зарастание пор прекращается. Для предотвращения замедления зарастания пор и получения беспористой керамики необходимо уменьшить скорость диффузионных процессов между кристаллами и увеличить скорость диффузии внутри кристалла. При получении прозрачной окисной керамики это делается путем введения добавок, образующих твердый раствор. Эффективность образования твердого раствора повышается, если ионный радиус катиона вводимой добавки близок к 4)азмеру ионного радиуса катиона основного [c.81]

Рост и критический радиус пузырька окиси углерода зависят от величины поверхностного натяжения, которую трудно определить, так как невозможно учесть влияние межфазной турбулентности, изменения поверхности контакта и концентрации компонентов во время процесса науглероживания. Например, при образовании окиси углерода содержание углерода в расплаве намного выше, чем кислорода, однако диффузионные потоки этих компонентов практически равны даже при некотором различии значений коэффициентов диффузии. Поэтому изменение концентраций компонентов в диффузионном слое приблизительно одинаково, но содержание углерода на поверх- [c.98]

Ускорение процесса разрушения в результате адсорбции монослоя молекул среды на поверхности микротрещины в значительной степени должно зависеть от концентрации адсорбированных молекул. Однако следует иметь в виду, что при достаточно большой концентрации адсорбированных молекул среды и возможной объемной диффузии их в образце конфигурация трещины меняется, в результате чего может возникнуть растекание жидкой фазы. В случае достаточно больших поперечных размеров трещины (0,01—0,1 мм) можно ожидать попадания несмачивающей жидкой фазы внутрь трещины под действием гидростатического давления. Силы поверхностного натяжения жидкости в данном случае будут препятствовать прониканию жидкости. [c.151]

Эта функция построена для нескольких значений Г на помещаемом графике. Когда величина Р меньше общего давления газа внутри пузыря Pv, пузырь будет расти. Когда Р больше Pv, пузырь должен сжиматься. Из графика видно, что свободный вихрь при любой циркуляции скорости может создать один маленький пузырь. Но если давление газа вместе с давлением пара Pv меньше максимального давления сил поверхностного натяжения, то пузырь останется маленьким и пропадет с исчезновением вихря. Если общее давление в пузыре Р велико, то пузырь будет расширяться сверх максимума на кривой спонтанно со скоростью, которая определяется скоростью диффузии газа или пара в пузырь. Более активные вихри с большей циркуляцией скорости будут иметь более низкие максимумы и будут создавать постоянные пузыри при более низких значениях Р [c.22]

Фонд библиотеки автоматизированной системы состоит из 164 программ и массивов численных данных, обеспечивающих расчет следующих теплофизических свойств жидкой и газовой фаз индивидуальных углеводородов и их производных, смесей, нефтей и нефтяных фракций плотности, теплоемкости, энтальпии, давления насыщенных паров, теплоты, парообразования, констант фазового равновесия системы жидкость—пар, вязкости, теплопроводности, коэффициента диффузии и поверхностного натяжения. [c.15]

В гл. 6 (авторы П. Эгельстаф и Дж. Ринг) анализируются экспериментальные данные, касающиеся критической области. Развитие экспериментальных методов и теории позволило поднять на новый, более высокий уровень исследование фазовых переходов вообще и критаческих явлений в частности. За последние годы явления в критической области подверглись интенсивному и всестороннему изучению. Установлена связь между межмолекулярным взаимодействием и параметрами критической точки, исследованы влияние гравитационного поля на развитие флуктуаций вблизи критической точки, скорость распространения и поглощение ультразвука, сжимаемость, теплоемкость, диффузия, поверхностное натяжение и другие свойства. Полученные данные свидетельствуют о непригодности классического термодинамического уравнения состояния для описания поведения вещества вблизи критической точки. Эти вопросы рассмотрены в данной главе, однако авторы, естественно, осветили их с позиций задач настоящей книги, сконцентрировав внимание на критических явлениях в простых жидкостях. Читателю, желающему познакомиться с современной проблематикой физики фазовых переходов и критических явлений, следует обратиться, например, к книгам Р. Браута [6] и М. Фишера [7]. Кроме того, в издательстве Мир выходят в свет новые монографии по этой тематике [8,9]. [c.7]

Дисилицид молибдена в настоящее время привлекает исследователей своей исключительно высокой жаростойкостью. Однако большинство исследований посвящено вопросам кинетики получения и поведения его в окислительных средах [1—4]. Механизм образования дисилицида молибдена и его окисления изучен недостаточно. В работах В. Е. Иванова с сотрудниками [1, 2] исследовались некоторые вопросы механизма силицирования Мо, и Та и показано, что регулирующим процессом при силицировании является диффузия кремния через слои силицидов, которые образуются по мере повышения концентрации кремния. В отношении механизма окисления существуют лишь некоторые предположения. Г. В. Самсонов, Р. Киффер, Е. Фитцер и др. [4—6] считают, что на новерхности Мо812 при окислении образуется жидкая пленка, удерживаемая на поверхности силами поверхностного натяжения и близкая по составу к Si02. [c.209]

При исследовании микроструктур паяных швов в зоне сплавления можно наблюдать образование самых различных форм кристаллов. При анализе причин их образования необходимо учитывать условия кристаллизации. При малых степенях переохлаждения с наименьшей скоростью растут грани кристаллов, имеющие более низкое поверхностное натяжение, и поэтому они составляют равновесную форму огранки кристалла. При значительном переохлаждении эти грани имеют наибольшую скорость роста и определяют кристаллографическую ориентировку осей дендритов. Внешняя форма кристаллов при больших переохлаждениях определяется, по-видимому, не столько соотношением скоростей роста различных граней, сколько условиями теплоотвода и процессами диффузии. Переход от ограненной формы кристалла к дендритной связан с интенсивностью диффузионных процессов в жидкой фазе. Если процессы диффузии замедлены, интенсивность их вблизи углов и ребер кристалла приблизительно одинакова и кристалл растет, имея правильную огранку. При большой интенсивности диффузионных процессов вблизи различных участков кристалла диффузия протекает по-разному и будет происходить дендритная кристаллизация, причем чем интенсивнее диффузия, тем разветвленнее дендриты. При высокотемпературной пайке дендритную кристаллизацию можно наблюдать во всем объеме зоны сплавления. [c.117]

Значение коэффициента поверхностного натяжения 2 сильно зависит от присутствия малых количеств так называемых поверх-ностно-активных веществ (ПАВ) на границе раздела фаз. При обтекании капель и пузырьков концентрация ПАВ вдоль их границы может быть переменной из-за их конвективной диффузии. В результате вдоль границы образуется градиент поверхностного ватяжения, что приводит к появлению касательных напряжений (см. (2.1.22)) и приближает свойства поверхности капель и пузырьков к твердой поверхности. Поэтому в не очень очищенных [c.255]

За время установления адгезионной связи первоначальносплошное никелевое покрытие разбивается на ряд шариков, как это наблюдалось для тонких покрытий на усах сапфира. К тому времени, когда связь устанавливается и начинается диффузия углерода в никель, последний лишь частично покрывает поверхность волокна, и поэтому лроисходит только локальное обеднение углеродом. Ло мере того как никелевые шарики растекаются по поверхности (вероятно, из-за уменьшения поверхностного натяжения), образуется сплошное покрытие, и после этого начинается диффузия углерода в никель со всей поверхности волокна. [c.418]

САМОДИФФУЗИЯ — частный случай диффузии в чистом веществе или растворе пост, состава, при к-рой диффундируют собств. частицы вещества. При С. атомы, участвующие в диффуз. движении, обладают одинаковыми хим. свойствами, но могут отличаться, напр., атохшой массой, т. е. быть разными изотопами одного элемента. За процессом С. можно наблюдать, применяя радиоакт. изотопы или анализируя изотопный состав вещества на масс-спектрометре. Изменение изотопного состава в зависимости от времени описывается обычными ур-ниями диффузии, а скорость процесса характеризуется определ. коэф. диффузии. Диффуз. перемещения частиц твёрдого тела могут приводить к изменению его формы и др. явлениям, если на тело длительно действуют силы поверхностного натяжения, тяжести, упругие, электрич. силы и др. При этом наблюдаются сращивание пришлифованных образцов одного и того же вещества, спекание порошков, растяжение тел под действием подвешенного к ним груза (диффуз. ползучесть материалов) и т.д. Изучение кинетики этих процессов поз- воляет определить коэф. С. вещества. [c.409]

Частным случаем диффузии в чистом веществе или растворе постоянного состава, при котором диффундируют собственные частицы вещества, а его химический состав не меняется, является ссшодиффузия. При самодиф-фузии диффузионные перемещения частиц твердого вещества могут приводить к изменению его формы и другим явлениям. Так, длительное воздействие сил поверхностного натяжения, тяжести, упругих, электрических и др. может привести к сращиванию двух пришлифованных поверхностей образцов одного и того же вещества, спеканию порошков, растягиванию образцов [c.108]

При исследовании растрескивания полиэтилентерефталатных пленок в одноатомных спиртах обнаружен интересный факт [57, 58]. Оказывается, критическое напряжение растрескивания увеличивается с ростом молекулярной массы углеводородного радикала, хотя поверхностное натяжение на границе жидкость-полимер при этом значительно уменьшается. Качественно этот факт объясняют снижением скорости диффузии с повышением молекулярной массы жидкости и способности к набуханию ПЭТФ. Внутри гомологического ряда спиртов для ПЭТФ была прослежена некоторая закономерность между критическим напряжением образования трещин и параметром, характеризующим скорость набухания. [c.135]

Из-за быстрого отверждения и низкого коэффициента диффузии в неметаллической матрице (исключение составляют органоволокниты) в КМ нет переходного слоя между компонентами. Связь между волокнами и матрицей носит адгезионный характер, т.е. осуществляется путем молекулярного взаимодействия. Прочность связи, характеризуемая параметром (т О — прочность сцепления, — коэффициент контакта), повышается с увеличением критического поверхностного натяжения волокна (стс). Для обеспечения высокой прочности связи между компонентами необходимо полное смачивание волокон (которое достигается, например, растеканием жидкого связующего по поверхности волокон) при этом поверхностная энергия волокон должна быть больше поверхностного натяжения жидкой матрицы. Однако для жидких эпоксидных смол, обладающих лучшей адгезией к наполнителям среди других полимеров, поверхностное натяжение составляет 5,0 10 Дж/м , тогда как для углеродных волокон оно находится в интервале (2,7 - 5,8) 10 Дж/м , а дла борных равно 2,0 10 Дж/м . Поверхностную энергию волокон повышают различными методами обработки их поверхности травлением, окислением, вискеризацией. Например, после травления борных волокон в азотной кислоте их критическое поверхностное натяжение достигает сотен джоулей на квадратный метр. На рис. 14.32 видно, что благодаря травлению поверхностное натяжение борного волокна увеличивается и параметр резко возрастает. Это свидетельствует об увеличении прочности связи между волокном и матрицей. [c.456]

Поскольку коэффициенты диффузии газов в боль-щинстве случаев почти одинаковы, скорость, с которой газ поступает в пузырь, должна определяться прежде всего количеством газа вблизи пузыря, т. е. абсолютной растворимостью газа. Как мы установили, раствор СО2 в воде образует пузыри при гораздо меньщем возбуждении, чем растворы воздуха. И по наблюдениям Ме-чула [28] СО2 легче образует пузыри, чем N2, О2 или Н2, хотя другие авторы не обнаруживают существенного различия между ними, если жидкость не возмущена [4]. Так как растворимость СО2 в воде приблизительно в 50 раз превыщает растворимость N2, ее должно быть больще вблизи вновь образованной полости, и, следовательно, существует большая вероятность того, что в пузыре создастся достаточно высокое давление, чтобы преодолеть давление поверхностного натяжения, прежде чем вихрь распадется. [c.25]

Калий, в кость 122 —, давление насышенного пара 109 —, коэффициент диффузии 638, 645 —, поверхностное натяжение 122 —, теплопроводность 122 —, термодинамические сво лва на линии насыщения 108, 109 —,--при разли 0 ых температурах и делениях 110—122 Керосин, теплофизоческие свойства 691.692 [c.718]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...