Диффузия через пористые среды

ДИФФУЗИЯ ЧЕРЕЗ ПОРИСТЫЕ СРЕДЫ [c.436]

I 6-9) ДИФФУЗИЯ ЧЕРЕЗ ПОРИСТЫЕ СРЕДЫ 525 [c.525]

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]

Экспериментальное исследование [44] слоистого течения в кубической решетке частиц указывает, что эффекты дисперсии, вызванные молекулярной или конвективной диффузией, пренебрежимо слабы. Таких эффектов следует, конечно, ожидать в течениях через иррегулярно или случайно упакованную пористую среду ввиду иррегулярности линий тока в порах и полостях. Несколько авторов [66] развивали для продольной дисперсии модель случайного времени пребывания , которая основана на представлении о течении через последовательность ячеек, в каждой из которых имеет место полное перемешивание. Эта модель неприменима к изучению поперечной дисперсии. Более того, ее справедливость при малых числах Рейнольдса находится, по-видимому, под вопросом. [c.474]

Ранее Дж. Тейлор (см., например, [8, 161]) замечал, что в плоском потоке чисто фильтрационное перемешивание должно ограничиваться полосой между двумя линиями тока, проходящими через крайние точки области, первоначально занятой мечеными частицами. Подчеркнем, однако, что это справедливо лишь при абсолютном отсутствии молекулярной диффузии, так как даже весьма слабое участие последней приводит к тому, что меченая частица перескакивает с одной линии тока па другую и ее движение уже не будет контролироваться строго детерминированным во времени полем локального тензора пористой среды. [c.18]

В предыдущих уравнениях внимание было сосредоточено на медленном просачивании подземных вод через пустоты в пористой среде, которое вызывает оседание дифференциальные уравнения относились к тому типу, который описывает зависимость от времени явлений или процессов диффузии в пространстве. Иной вопрос возник у нефтяников в связи с бурением глубоких скважин. Этот вопрос относится к текучести и разрушению уплотненных прочных осадочных пород, таких как известняки и сцементированные песчаники, встречающиеся на больших глубинах, поры которых постоянно насыш ены жидкостью—-водой, нефтью или обеими вместе. В окружающих отверстие глубокой нефтяной скважины твердых породах возникает трехосное напряженное состояние. При этом, как можно предположить, давление жидкости, заключенной в порах, становится высоким, поскольку ей некуда уйти. При нормальных условиях оно может быть порядка одной трети от полного давления, создаваемого весом вышележащих пород. [c.601]

Таким образом, исследуя картину диффузии индикатора в потоке жидкости через модельную капиллярную трубку, можно получить важную информацию о влиянии структуры пористой среды на механизм диффузии в ней. Однако такое моделирование возможно при условии, что поток в трубке является полностью развитым. [c.525]

Проницаемость пленок. Способность жидкостей и газов проникать через пленки благодаря диффузии и пористости ограничивает применение лакокрасочных материалов в качестве защитных средств, так как при этом нарушается изоляция поверхности изделия от окружающей среды. [c.13]

Предмет изучения. Предмет настоящего исследования—движение однородных жидкостей в пористой среде ограничен нами с качественной стороны понятиями однородная жидкость и пористая среда . Он захватывает весьма большую область знаний и находит себе применение во многих прикладных науках. Приложение рассматриваемой нами дисциплины к таким отраслям, как гидрология грунтовых вол,, сохранение, обеспечение и поддержание водоснабжения, ирригация и проблема осушения, нефтепромысловая механика, включающая проблемы извлечения нефти и газа из подземных резервуаров имеет большую теоретическую и промышленную значимость. В равной степени важно приложение этой дисциплины к специфическим проблемам гражданских сооружений, агротехники и других областей. Так, диффузия и движение жидкостей через керамические изделия, например, кирпич и глиняную посуду, издавна являлись проблемой керамической промышленности, а движение газов через формовочный песок— проблемой литейной промышленности. [c.15]

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]

Для длительной защиты материалов от окисления очень важно, чтобы покрытие сохраняло свои начальные свойства и не претерпевало физических и химических изменений. К числу физических явлений, оказывающих влияние на жаростойкость, относится рекристаллизация. Даже покрытие с нулевой начальной пористостью может утратить свои защитные свойства в результате рекристаллизации защитного слоя, которая, как известно, способствует проникновению газов через покрытие в результате граничной диффузии (76, стр. 228]. Поэтому предотвращение рекристаллизации материала покрытия имеет существенное значение для повышения его жаростойкости. Другим важным средством повышения жаростойкости является обеспечение постоянства химического состава покрытия. Известно, что химический состав защитного покрытия может изменяться в результате взаимодействия с газовой средой и за счет взаимодействия с основным материалом. [c.80]

Под проницаемостью лакокрасочных покрытий понимают способность жидкостей и газов проникать через пленки благодаря диффузии и растворению в веществе пленки. Проницаемость и пористость ограничивают применение лаков и красок, так как этим нарушается основное значение пленки — изоляция поверхности от окружающей среды. Проницаемость пленки определяется временем прохождения газа или жидкости через 1 см ее поверхности. При определении проницаемости берутся пленки одинаковой толщины. [c.34]

Для уменьшения пористости в условиях агрессивных сред наносят многослойные покрытия, в которых каждый последующий слой более чем на 30—50 /о перекрывает поры нижележащего. С повышением степени агрессивности среды количество защитных слоев увеличивается до 10—12. Свойства лакокрасочных покрытий определяются не только пористостью. Проникание агрессивных газов, воды, технологических растворов через пленку складывается из сорбции, капиллярной конденсации и диффузии. При оценке количества прошедшего через пленку агрессивного вещества или воды часто принято пользоваться коэффициентом проницаемости Р, равным произведению коэффициента диффузии В на коэффициент сорбции а (Р = Да). [c.67]

Экранирующее действие ЛКП обусловлено их способностью замедлять диффузию и перенос через покрытие компонентов кор-розионно-активной среды к поверхности металла. Оно определяется, в основном, пористостью покрытий. [c.6]

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]

Несмотря на все ограничения, ONDU T может быть использована для решения широкого круга задач теплопроводности, полностью развитого течения в канале, диффузии, фильтрации жидкости через пористую среду и др. Такие свойства, как теплопроводность или вязкость могут быть непостоянными они могут зависеть от координат (как в составных материалах) и от температуры или других факторов. Течение в канале может быть ламинарным или турбулентным, ньютоновским или неньютоновским. В задачах теплопроводности может иметь место внутренняя генерация тепла, мощность которой также может зависеть от координат и/или температуры. Для всех задач может быть реализовано большое разнообразие граничных условий. Полностью освоив возможности и ограничения программы. можно разработать большое число разнообразных интересных прило/1 ениГ . [c.22]

НЫХ работ (В. А. Баум, 1953 М. Э. Аэров и Н. Н. Умник, 1954), согласно которым эффективный коэффициент диффузии в фильтрационном потоке зависит от скорости потока и по величине больше молекулярного коэффициента диффузии Dq на несколько порядков, В этих работах высказывалось качественное предположение о сходстве процесса перемешивания с турбулентной диффузией в свободном потоке жидкости. В 1954 г, А. Шейдеггер (см. А, Шейдеггер, Физика течения жидкостей через пористые среды, 1957 русский перевод М., 1960) на основе аналогии движения отдельной частицы в системе микропотоков пористой среды с броуновским случайным блужданием нашел, что вероятность попадания частиц с xi, t) в точку с координатами xi в момент времени t (или концентрация меченых частиц) удовлетворяет уравнению диффузии [c.645]

Значит ли, таким образом, что во всех остальных случаях нет смысла применять ультразвуковые колебания для ускорения процессов диффузии Конечно, нет. Сугцествуют такие технологические процессы, в которых невозможно повышать скорость обычного потока больше определенной величины (подробнее см. часть IX, стр. 579), и в этих процессах ультразвук незаменим. Кроме того, на наш взгляд необходимость применения звуковых колебаний очевидна в ускорении процесса диффузии через пористые тела и в биологических средах, так как ввести обычный поток в поры и клетки невозможно, а акустические микропотоки там возникают. Более того, как будет показано в дальнейшем, ускорение в звуковом поле процесса кристаллизации в массе жидкости или расплава может быть интенсифицировано обычным потоком, но акустические колебания в результате возникновения микропотоков могут привести к более значительным эффектам ускорения кристаллизации. Наконец, имеется ряд процессов, в которых наряду с ускорением диффузии в звуковом поле существенное значение имеет проявление пептизирующего и тиксотропного действия, что в отличие от направленного потока наряду с возникающими микропотоками приводит к ряду особенностей звукового воздействия на промышленные процессы. [c.530]

При испытаниях в нейтральной среде скорость коррозии низколегированных сталей в начальный период времени уменьшается во времени, однако через 80—100 суток она становится неизменной. Д. Л. Дуглас и Ф. К. Цицес [111, 12] считают, что к этому моменту пленка достигает предельной толщины, становится пористой, и скорость диффузии ионов железа через нее поддерживается на постоянном уровне. Поскольку, по данным тех же авторов, наличие на поверхности металла окисной пленки, образовавшейся в процессе отжига при температуре 800° С, не изменило скорости коррозии железа, измеренной по количеству выделившегося водорода, очевидно, диффузия через окисную пленку не является стадией, полностью определяющей эффективность коррозионного процесса в этом случае. Скорость катодного процесса на образцах с окисной пленкой, полученной при оксидировании и образовавшейся при окислении на воздухе, и на образцах без искусственной пленки, почти что одинакова, а это также свидетельствует о том, что диффузия через окисную пленку не влияет на скорость коррозии. При температуре ниже 200° С эффективность коррозионного процесса железа определяется скоростью реакции, протекающей на поверхности раздела металл — вода. Однако, по мнению этих авторов, скорость диффузии ионов железа через окисную пленку и в этом случае оказывает некоторое (но не определяющее) влияние на скорость коррозионного процесса. [c.101]

Экранирующий эффект покрытий связан в основном с их водородо-проницаемостью, зависящей от природы металла, его пористости и особенностей технологических условий нанесения. Поэтому водопроницаемость — один из основных критериев при выборе материала покрытий для защиты стали в наводороживающих средах, которая зависит от растворимости водорода в металле и диффузии его через покрытие. [c.63]

Согласно современным представлениям, механизм защитного действия неметаллических покрытий связан как с изолирующим действием, так и с влиянием на электрохимические процессы, протекающие под неметаллической пленкой. Экранирующее действие неметаллических покрытий обусловлено их способностью замедлять диффузию и перенос через покрытие компонентов коррозионно-активной среды к поверхности металла и определяется в значительной степени пористостью покрытий. Проникновение электролита через поры покрытия или через межмо-лекулярные несовершенства пленкообразующего вещества (в процессе теплового движения) происходит под действием капиллярных сил. Осмотическое давление, возникающее вследствие перепада концентрации электролита на поверхности капиллярной пленки, контактирующей с внешней средой, прилегающей к защищаемому металлу, способствует диффузии среды через покрытие. При осмотическом перемещении влаги через пленку давление может быть больше, чем сила адгезии пленки к металлу, в результате чего происходит локальный отрыв пленки от поверхности металла, что приводит к образованию вздутий и пузырей, являющихся первоначальным очагом коррозионного поражения металлической основы. [c.128]

Таким образом, в результате испытаний стеатитовой керамики в топливе Т-1, ТС-1 и Т-2 обнаружено, что на границах зерен и ее стеклофазы образуются раковины и поры в результате диффузии молекул нефтепродуктов и взаимодействия их с одним или несколькими составляющими материала. Указанные микроструктурные факторы снижают прочность, увеличивают водопоглощение и нористость, повышают потери веса испытуемого. материала. Последний фактор наиболее выражен в топливе Т-1 и ТС-1. Длительными испытаниями муллитокорундового материала в топливе Т-2 при давлении 40 7- и температуре 65° С не выявлены очаги разрушения или другие признаки коррозии. Характеристики образцов после 6 тыс. ч испытаний в этой среде находятся на уровне исходных. Старение муллитокорундового материала в этих условиях практически не происходит. Увеличение давления до 65 атм и температуры до 100° С несколько усиливает коррозионную активность топлива Т-2, в результате чего муллитокорупдовая керамика претерпевает необратимые изменения характеристик и структуры (снижение прочности и рост пористости), наступающие уже через 1000 ч испытаний. [c.217]

Причины повреждения окисных пленок на внутрикотловой поверхности рассмотрены в гл. 1. Здесь укажем на некоторые из этих причин пониженные и чрезмерно высокие значения pH среды агрессивное воздействие кислорода, углекислоты, хлор-ионов, кислот, щелочей возможность диффузии ион-атомо В металла через окисную пленку с утолщением последней до такого критического размера, при котором происходит растрескивание окисного слоя, т. е. потеря им защитных свойств наличие на теплоотдающей поверхности малотеплопроводных и пористых отложений. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...