Термически диффузия в газах

ТЕРМИЧЕСКАЯ ДИФФУЗИЯ В ГАЗАХ [c.654]

Перенос молекул газа в сторону меньшей концентрации при большей температуре называют термической диффузией, в отличие от обычной изотермической диффузии. Процесс термической диффузии используется для разделения газов в газовых смесях. [c.107]

Движение частиц примеси по отношению к основному газу, вызванное градиентом концентрации, называется диффузией, а вызванное градиентом температуры — термической диффузией или термодиффузией. Как уже отмечалось, впервые явление термодиффузии было предсказано в 1911 г. Энскогом при рассмотрении смеси Лоренца. [c.155]

В смесях нереагирующих газов теплота передается в основном посредством. молекулярных столкновений (молекулярной теплопроводности). Вместе с тем теплопередача происходит и путем термической диффузии, однако значение соответствующего теплового потока по сравнению с молекулярной теплопроводностью мало и в практических случаях им обычно пренебрегают. [c.703]

Термической диффузией (термодиффузией) называют перенос массы компонента из одной части пространства в другую, обусловленный градиентом температуры. Явление термодиффузии не было известно в элементарной кинетической теории газов и было обнаружено впервые теоретически в строгой кинетической теории. Результаты теории были подтверждены в эксперименте. [c.97]

Если температура смеси переменна, то возникает так называемая термическая диффузия (эффект Соре). Из кинетической теории газов [Л. 195] следует, что если массы молекул двух компонентов различны, то за счет термодиффузии более тяжелые молекулы большей частью стремятся перейти в холодные области если же массы молекул одинаковы, то в холодные области стремятся перейти более крупные молекулы. При определенных условиях направление термодиффузии может изменяться. Например, в ионизированном газе более тяжелые молекулы (или ионы) будут стремиться перейти в более теплые области. [c.330]

Перенос пара и неконденсирующихся газов происходит не только путем молекулярной диффузии (концентрационная и термическая диффузия), но и по закону фильтрации Дарси. Этот вид фильтрационного движения по своей физической сущности также является гидродинамическим течением, однако в случае фильтрации через капиллярно-пористые тела, где путь движения массы весьма запутан и извилист, такая фильтрация-также условно относится к фильтрационной диффузии. Таким образом, перенос массы происходит диффузионным путем, если под диффузией понимать хаотическое движение, включающее не только молекулярную, но и капиллярную и фильтрационную диффузию. [c.434]

Медь, содержащая закись меди, становится хрупкой и ломкой под действием водорода или углеводородов при нагревании, она не выносит твердой пайки [75]. Такое же действие оказывает и окись углерода [76]. Уменьшение прочности на изгиб и ухудшение свойств изделий, полученных глубокой вытяжкой, объясняется тем, что закись меди, отложившаяся по границам зерен, образует с диффундирующим водородом или содержащими водород газа-ми воду или водяной пар. Не способный к диффузии водяной пар оказывает затем взрывное действие, потому что возникающее давление превышает прочностные характеристики. Охрупчивание возникает уже при термической обработке в восстановительной атмосфере прй 500° С и быстро развивается в интервале 800—900° С (77]. При этом решающее значение имеет не столько установленное [c.265]

Исследования эффекта термической диффузии обычно производятся с помощью резервуара, содержащего смесь двух газов и имеющего две области с различным значением температуры. Рассмотрим случай, когда в такой системе присутствует, кроме того, также и конденсированная фаза одной из компонент, т. е. названная компонента представляет собой насыщающий пар. При этих условиях проявление эффекта газовой термической диффузии, имеет некоторые особенности, которые позволяют построить методику экспериментального исследования, качественно отличную от обычной как по схеме измерения, так и по охватываемой области применений. [c.225]

Рассмотрим систему, состоящую из двух соединенных между собой вакуумных сосудов нижнего — с температурой Т" и верхнего — с температурой Т, большей, чем Т". Помещенное в такой резервуар жидкое или твердое вещество будет стационарно находиться в области с наинизшей температурой, т. е. в нижнем сосуде. Пары этого вещества имеют равное давление в обоих сосудах, определяемое температурой конденсированной фазы, т. е. температурой нижнего сосуда Т". Если ввести в систему некоторое количество инородного газа в качестве второй компоненты смеси, то вследствие эффекта термической диффузии по достижении стационарного состояния смесь газ—пары будет иметь различный состав в верхнем и нижнем сосудах. Особенность рассматриваемой системы проявится здесь в том, что давление одной из компонент — паров в нижнем сосуде останется неизменным, так как оно однозначно задается температурой конденсированной фазы Т". [c.225]

На рис. 1 показана зависимость относительных величин оптической плотности (или количества) паров р-нафтиламина в верхнем сосуде от давления добавляемых к ним различных газов (Г = =427° К, Г"=374° К) [4]. Как видно из рис. 1, эффект термической диффузии, который принято считать слабым, здесь проявляется необычайно ярко. В другом, более благоприятном случае наблюдалось [c.228]

Указанные направления тепловых потоков теплопроводностью и термической диффузией, как и знак термодиффузионной постоянной в бинарном пограничном слое, имеют следующее объяснение. Диффузия газов сопровождается возникновением градиента температуры, направленного в сторону движения легкого газа. Скорость движения легкого газа больше скорости тяжелого, что приводит к расширению легкого газа и как следствие — к понижению температуры. В области тяжелого газа имеет место обратное явление. [c.291]

Следует, однако, иметь в виду, что в выполненных расчетах не учитывалась термическая диффузия при вдуве инородных газов. Поэтому неизвестна погрешность определения выходных характеристик пограничного слоя. Имеющиеся данные по влиянию термической диффузии на равновесную температуру стенки при вдуве инородных газов в ламинарный пограничный слой показывают, что это влияние весьма существенно. [c.294]

Вдувание другого газа. Если через пористую стенку вдувать в пограничный слой легкий газ, отличающийся от газа во внешнем течении, то благодаря этому прежде всего уменьшается теплопередача между стенкой и внешним течением [ ]. Этим обстоятельством пользуются при высоких сверхзвуковых скоростях для тепловой защиты. При таком вдувании в пограничном слое образуется смесь газов. К обмену импульсов и теплообмену присоединяется еще массообмен вследствие диффузии. При этом в общем случае наряду с диффузией вследствие разностей концентрации необходимо учитывать также термическую диффузию. Аналогичные явления возникают и в тех случаях, когда на обтекаемой стенке испаряется тонкая пленка жидкости или когда расплавляется или сублимируется материал самой стенки. Последнее [c.355]

При отсутствии других силовых полей диффузия возникает в основном вследствие выравнивания концентрации кроме того, возникает термическая диффузия вследствие выравнивания разностей температур. В случае двухкомпонентной смеси газов имеет место закон диффузии [c.371]

Ю. т. Мазуренко ТЕРМИЧЕСКАЯ ДИФФУЗИЯ В СМЕСИ ГАЗА И ПАРОВ [c.225]

Перейдем к экспериментальным проявлениям эффекта термической диффузии в смеси газа и паров, которые впервые наблюдались Непорентом в 1950 г. [4]. В опытах Непорента, имеющих чисто оптическое направление, было замечено характерное систематическое уменьшение оптической плотности или интенсивности люминесценции паров сложных ароматических соединений при добавлении к ним посторонних газов. В последующих работах Непорента, Клочкова, Солодовникова и Мирумянца [5—8] явление было количественно исследовано для разнообразного круга объектов. Термодиффузионное объяснение эффектов, наблюдаемых в работах [4—8], было дано в исследованиях [9—11]. Применяемый в этих опытах резервуар, содержащий исследуемые пары, полностью соответствует описанной выще системе двух сосудов. Оптические измерения производились в специальной кювете (в верхнем сосуде), давление паров в которой задавалось конденсированной фазой, помещенной [c.227]

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]

Термическая диффузия в смеси газа и паров. Мазуренко Ю. Т. В кн. Теплофизические свойства жидкостей и газов при высоких температурах и плазмы . М., Изд-во стандартов, 1969. [c.403]

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]

Направления действия концентрационной и термической диффузии могут быть одинакавыми и противоположными в зависимости от соотношения молекулярных масс газов в смеси. Возможно установившееся состояние, если разделительный эффект термической диффузии уравновешивается перемешивающим действием концентрационной диффузии. [c.323]

Перемешивание газов в смеси сопровождается диффузионным термоэффектом, который в условиях неизотермического пограничного слоя проявляется в увеличении или уменьшении градиента температуры в зависимости от того, какой газ (легче или тяжелее газа основного потока) поступает в пограничный слой. Если массы молекул двух компонентов различны, то в результате термической диффузии более тяжелые молекулы чаще всего стремятся перейти в холодные области если же массы молекул одинаковы, то в холодные области переходят более крупные молекулы. Направление движения молекул может изменяться. В ионизированном газе, например, тяжелые молекулы или ионы стремятся перейти в более теплые области. [c.323]

В [Л. 115], как и в других работах, показано, что при вдуве легких газов в воздушный ламинарный пограничный слой неучет в уравнениях сохранения членов, учитывающих термодиффузионные эффекты, занижает адиабатную температуру стенки и завышает плотность теплового потока. В частности, при вдуве гелия в воздух занижение адиабатной температуры составляет около 40%. Коэффициент теплоотдачи в уравнении Ньютона мало зависит от термической диффузии и диффузионного термоэффекта [Л. 117] (табл. 11-5). [c.353]

Михаелс с сотрудниками [19] исследовали с помощью сорбционных методов влияние термической предыстории и механической ориентации на структуру полиэтилена. Было показано, что 11-кратная холодная вытяжка моноволокна полиэтилена уменьшает скорость диффузии инертных газов в нем в 10 раз, а паров двуокиси углерода в 100 раз, растворимость двуокиси углерода уменьшается при этом всего в 2—3 раза. Это объясняется соответствующим изменением структуры полиэтилена при ориентации. Отмечено также равномерное уменьшение коэффициента диффузии [c.70]

Если молекулярная масса вдуваемого газа-охладителя отличается от молекулярной массы газа основного потока, на повер.хности обтекаемого тела образуется двухкомпонентиый пограничный слон из газов с различными молекулярными массами. Обычный механизм переноса массы и энергии дополняется диффузионным переносом, который в условиях пористого охлаждения является весьма сложным. В этом случае наряду с диффузионным потоком массы, обусловленным градиентом концентрации, появляется относительное движение компонентов смеси вследствие неоднородности температуры внутри пограничного слоя (термическая диффузия). Термическая диффузия сопрвождается обычной диффузией, поскольку в пограничном слое имеет место градиент концентрации. Направления действия обычной и термической диффузии могут быть одинаковыми или противоположными. Это зависит от соотношения молекулярных масс вдуваемого газа и газа основного потока. Установившееся состояние возможно, если разделительный эффект термической диффузии уравновешивается перемешивающим действием обычной диффузии. Однако независимо от того, наступило или не наступило установившееся состояние, градиент температуры вызывает градиент концентрации, а термическая диффузия — непрерывное перемещение компонентов смеси. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...