Многофазная и многокомпонентная система

Многофазная и многокомпонентная система [c.209]

Выражения (31.6) — (31.9) описывают условия равновесия в сложной, многофазной и многокомпонентной системе. Им эквивалентна система уравнений [c.210]

В наиболее общем виде условия равновесия многофазных и многокомпонентных систем были рассмотрены Гиббсом [452]. Мы обсудим применение его метода к однокомпонентной двухфазной системе. Любая система будет находиться в равновесии, если вариации энергии Е и энтропии S исчезают [c.161]

Среди всех жидких сред, встречающихся в природе, биологические жидкости выделяются наивысшей сложностью. Они представляют собой многокомпонентные, часто многофазные, тонко структурированные системы, которые очень чувствительны к различным физико-химическим воздействиям, используемым в современной аналитической практике. Приборы для исследования подобных сред должны зачастую регистрировать минимальные изменения их физико-химических свойств, измерять очень низкие концентрации активных веществ на всевозможных фонах, в условиях дефицита и крайней лабильности анализируемого материала. Эти обстоятельства, определяющие известную специфику лабораторного анализа биологических жидкостей и требующие применения сравнительно мягких, неразрушающих методов обращения с биопробами, видимо, послужили причиной возникновения в некоторых случаях ошибочных представлений о каком-то особенном характере лабораторной техники, предназначенной для анализа жидких сред в медицине. [c.5]

Несмотря на важность изучения этого вида массопереноса и тепломассопереноса теории и методам их расчета посвящено сравнительно небольшое число исследований, особенно если данный процесс проходит в движущейся среде. Основная причина состоит в том, что массоперенос в многокомпонентных смесях представляет собой сложную математическую задачу. Она отличается от задач, рассмотренных в предьщущих главах книги, еще и тем, что при ее решении необходимо пользоваться матричными уравнениями в частных производных. Порядок связанной системы уравнений в частных производных на единицу меньше числа компонентов смеси. Все это указывает на то, что в постановке математического описания процессов многокомпонентного массопереноса и тепломассопереноса необходимо ограничиться наиболее существенными факторами, определяющими процесс в целом. Развиваемый в главе И математический подход к решению процессов многокомпонентного массопереноса и тепломассопереноса можно с успехом применять к средам неподвижной и движущейся, к активной (наличие в среде источников или стоков) и неактивной в системах однофазной и многофазной, с нейтральными частицами и с заряженными, в изотермических и неизотермических системах. [c.5]

Развиваемый ниже математический подход к решению процессов многокомпонентного массопереноса и тепломассопереноса можно с успехом применять к средам неподвижной и движущейся, к активной (наличие в среде источников или стоков) и неактивной в системах однофазной и многофазной, с нейтральными частицами и заряженными, в изотермических и неизотермических системах. [c.218]

Если независимые переменные — температура и давление, то химический потенциал компонента i в одной из фаз многокомпонентной многофазной системы можно выразить через свободную энергию Гиббса [c.238]

Критерий равновесия, выраженный через свободную энергию Гельмгольца уравнением (8-22), может быть выражен и через другие термодинамические функции при различных ограничительных условиях. Применяя уравнения (7-51) — (7-54) для гомогенных растворов к одной фазе j многокомпонентной многофазной системы, получаем следующие соотношения [c.245]

Приведенные выше соотношения применимы к процессам конденсации (разд. 7.6) и химическим реакциям (разд. 9.6). В этих разделах даны упрощенные приложения изложенных здесь основных методов. Представленный материал показывает возможность строгого описания многофазной многокомпонентной реагирующей системы для получения ее динамических характеристик. [c.296]

Наиболее значительного сокращения числа неизвестных в многокомпонентной многофазной системе можно достичь, исключая из (22.9) все переменные. ....n. Такая возможность представляется благодаря особой, седловидной форме поверхности функции L(n, к) вблизи экстремума и ввиду очевидного термодинамического смысла множителей "к (см. (16.20)). Вычислительный процесс при этом организуется иначе вместо минимизации функции L в пространстве переменных п ведется поиск максимума этой функции по переменным к. Такую замену называют переходом от решения прямой задачи к решению сопряженной с ней двойственной задачи. В теории выпуклого программирования доказывают теоремы, позволяющие из формулировки прямой задачи по стандартным правилам составить соответствующую ей двойственную. В общем случае часть целевой функции двойственной задачи, от которой зависят координаты максимума, представляет собой функцию Лагранжа прямой задачи, а вместо ограничений л/< >>0 в прямой задаче выступают ограничения (22.10) в двойственной. Для рассмотренного выше частного примера из области линейного программирования двойственная к (22.2), (22.3) задача формулируется следующим образом найти максимум функции [c.188]

Полные дифференциалы характеристических функций U, Н, F и G каждой фазы многокомпонентной многофазной системы имеют вид [c.8]

Перенос газов в двухфазных системах. Перенос газов в многокомпонентных многофазных системах является одним из основных вопросов химической технологии. Некоторые аспекты этой общей проблемы, особенно важные для реакторной технологии, обсуждаются ниже чаще на основе принципов состояния равновесия и иногда метода кинетики дующие случаи интерес [c.81]

Под сплавом понимается любая многокомпонентная металлическая система. При данных давлении, температуре и составе сплав может быть гомогенным (однофазным) и гетерогенным (многофазным). Имеется несколько параллельных классификаций фаз, образованных несколькими компонентами. Эти классификации группируют сплавы, аналогичным (хотя и не в полной степени) образом. [c.7]

Рассмотрим подробнее равновесное состояние в многокомпонентной многофазной системе. Пусть контактирующие фазы и Р находятся в равновесии друг с другом. В зависимости от природы межфазной границы возможны следующие виды взаимодействия [c.160]

Жаропрочные сплавы представляют собой многокомпонентные и многофазные системы. Причем, несмотря на то, что роль дисперсных фаз в упрочнении сплавов велика, определяющим фактором, особенно при высоких температурах, является прочность твердого раствора. В этой связи интересно выяснить влияния отдельного и совместного воздействия компонентов, входящих в состав твердого раствора жаропрочных сплавов, на механические свойства последних при различных температурах. Для этого можно воспользоваться измерением микротвердости, которая характеризует сопротивление изучаемого материала пластическому деформированию и может служить критерием для оценки свойств прочности и пластичности [2, 3, 6]. [c.25]

Основные задачи материаловедения - разработка материала с заданными свойствами и принципов его получения. Естественно, что число чистых металлов и неметаллов ограничено, а следовательно, они не могут удовлетворить все возрастающие требования к материалам. Поэтому главным источником создания современных материалов с заданными, зачастую уникальными, свойствами служат многокомпонентные многофазные системы. [c.60]

Условия экстремума температуры и давления в многокомпонентных многофазных системах впервые исследовал Гиббс [4]. Впоследствии к выводу о существовании экстремума температуры и давления в критических точках пришел [c.58]

В свою очередь каждую из приведенных групп будем различать по важнейшей характеристике дисперсных потоков — концентрации твердого компонента а) теплообменники типа газовзвесь , б) теплообменники типа флюидный поток , падающий слой , в) теплообменники типа движущийся плотный слой . Естественно, что характеристики теплообменников также зависят от взаимонаправления потоков (прямоточные, противоточные, перекрестные, многоходовые схемы), от особенностей твердого компонента (двухкомпонентные, многофазные и многокомпонентные среды мо-нодисперсные и полидисперсные частицы и т. п.), от назначения теплообменника (низкотемпературные и высокотемпературные воздухоподогреватели, регенераторы ГТУ, пароперегреватели, системы теплоотвода в ядерных реакторах и т. п.), от конструктивных особенностей (с тормозящими элементами, с вибрацией, в циклонных аппаратах) и пр. [c.359]

Обобщение приведенной схемы на общий случай фильтрации многофазной и многокомпонентной смеси, проходящей в условиях локального термодинамического равновесия, было выполнено в работах Ю. П. Желтова и М. Д. Розенберга (1962), В, Н. Николаевского (1963). Соответствующие уравнения (для двухфазной смеси) баланса масс компонент в системе в целом имеют вид [c.637]

Метод П. т. разработан Дж. У. Гиббсом (J, W. Gibbs) в 1874 и является основой всей термодинамики, включая теорию многокомпонентных, многофазных и гетерогенных систем, а также термодинамич. теорию фазовых переходов. Существование П. т.— следствие 1-го и 2-го вачал термодинамики. Статистич. физика позволяет вычислять П. т. исходя из представления о строении вещества как системы из большого числа взаимодействующих частиц. [c.89]

Полученные условия фазового равиовсспя позволяют сформулировать правило фаз Гиббса. Оно определяет то максимальное количество переменных, которое может быть задано произвольно при описании многокомпонентной многофазной системы. Это число переменных, называемое числом степеней свободы и обозначаемое f, может быть найдено из следующих соображений. Если рассматривать все т фаз системы вначале независимо друг от друга, то для однозначного задания их свойств потребуется 2 + ni(n—1) переменных. Здесь 2 — это одинаковые во всей системе параметры р и Т, а (п—1)—число независимых (концентраций при числе компонент, равном п (гл. 8). Но не все эти переменные в действительности независимы. В условиях фазового равновесия они связаны равенствами (9-8). Нетрудно Видеть, что условия (9-8) накладывают на исходные переменные п(т—1) дополнительных связей [но числу равенств, содержащихся в (9-8)]. Тогда действительно независимымн останутся f переменных, где [c.161]

В основе правила фаз лежит известный принцип число произвольно выбираемых параметров равно общему их числу минус число уравнений, связывающих параметры между собой. Состояние каждой фазы определяется температурой, давлением и составом. В общем случае в каждую фазу входят все п компонентов, поэтому состав задается п—1 мольными концентрациями (последняя концентрация есть дополнение до единицы). Для всех г фаз системы имеем параметры г п—1), р, Т. Число уравнений определяется условием (4.37) химический потенциал любого компонента в каждой фазе должен иметь одно и то же значение. При невыполнении этого условия равновесие будет нарущено переносом массы компонента в фазу с меньшим значением химического потенциала. Число уравнений, следовательно, равно п г— ). Число степеней свободы многокомпонентной многофазной системы равно =г п—1)-1-2— —п г—1)=л—г- -2. Подчеркнем, что [ — число произвольно изменяемых параметров, при изменении которых сохраняется равновесие системы. [c.258]

В основе Г. п. ф. лежит предположение, что каждой фазе соответствует свой термодинамический потенциал (напр., энергия Гиббса) как ф-ция независимых термо-динамич. параметров. Фазу можно определить как однородную совокупность масс, термодинамич, свойства к-рых одинаково связаны с параметрами состояния, Г. п. ф. есть следствие условий термодинамич. равновесия многокомпонентных многофазных систем, т. к. число независимых термодинамич. переменных в равновесии не должно превышать числа ур-ний для них. Макс. число сосуществующих фаз достигается, когда число переменных равно числу ур-ний, определяющих термо-дииамич. равновесие. Г. п. ф. задаёт число независимых переменных, к-рые можно изменить, не нарушая равновесия, т. е. число термодинамич, степеней свободы системы /= +2—гЭгО. Число / наз. числом степеней свободы или вариантностью термодинамич. системы. При f=0 система наз. ин(нон)вариантной, при f=l — моно(уни)вариаптной, при /==2 — ди(би)ва-риантной, при — поливариантной. Г. п, ф, справедливо, если фазы однородны во всём объёме и имеют достаточно большие размеры, так что можно пренебречь поверхностными явлениями, и если каждый компонент может беспрепятственно проходить через поверхности раздела фаз, т. с. отсутствуют полупроницаемые перегородки. Цифра 2 в Г, п. ф. связана с существованием 2 переменных (темн-ры и давления), одинаковых для всех фаз. Если на систему действуют внеш. силы (напр., электрич. или маги, поле), то число степеней свободы возрастает па число независимых внеш. сил. При рассмотрении фазового равновесия в системах с дисперсной жидкой фазой необходимо учитывать силы поверхностного натяжения. В этом случае число степеней свободы возрастает па единицу и Г. п. ф. выражается соотношением л+3—гЭгО. [c.451]

ГИББСА — ДЮГЕМА УРАВНЕНИЕ — термодинамич. соотношение между приращениями темп-ры Т, давления Р и хим. потенциалов р,,- многокомпонентной термодинамич. системы SdT—VdP+1 /NidyLi O, где S — энтропия, V — объём, N — число частиц г-го компонента. Для многофазной системы i учитывает также разл. фазы. Вместо N/ можно брать массы компонент и нормировать хим, потенциал р.,- па единицу массы. Получено Дж. У. Гиббсом в 1875 и широко применялось П. Дюгемом (Дюэмом) (Р. Duhem). Г. — Д. у. устанавливает связь между интенсивными термодинамич. параметрами, к-рые при термодинамич. равновесии постоянны. Оно следует из того, что, согласно второму началу термодипамики, приращение Гиббса энергии G равно [c.453]

Никелевые жаропрочные сплавы являются сложными многокомпонентными и многофазными системами, в кото рых под действием высоких температур и напряжений не прерывно протекают фазовые и структурные превращения, т е эти сплавы являются с физико химических позиций динамическими системами РассмГотрим более подробно свойства фаз, образующих никелевые жаропрочные сплавы [c.325]

Широкое использование различных твердых покрытий возможно лишь при выполнении высоких требований к их физическим, химическим и механическим свойствам. Недавно были синтезированы и изучены новые трехкомпонентные составы покрытий, например, Ti-B-N, Ti-Al-N, Ti—Al-B, Ti-Si—N, Ti-Si-B, a также четырехкомпонентные тонкопленочные композиции Ti-B- -N, Ti-Al-B-N, Ti-Al-Si-N и др. Получены ультратвердые (70 ГПа), высоко износо- и коррозионностойкие тонкопленочные системы [5]. Высокие эксплуатационные характеристики этих покрытий обусловлены комбинацией нескольких факторов, таких как малый размер кристаллитов, большая объемная доля границ раздела, наличие микро- и макронапряжений, изменение взаимной растворимости неметаллических элементов в фазах внедрения, образование многофазных кристаллических состояний и межзеренных аморфных прослоек. В большинстве работ для получения многокомпонентных покрытий ис- [c.478]

Гомогенные и многофазные модели. В области контакта флюидов при вытеснении одного другим или при выделении одного флюида из другого в каждом микрообъёме содержится два или больше флюидов, занимающих отдельные четко различимые объёмы (пузырьки газа в жидкости, капли или плёнки в газе) и взаимодействующих на поверхностях раздела. Такие системы называют многофазными (двух, трёх и т.д.), в отличие от многокомпонентных смесей (природный газ, нефть), в которых взаимодействие происходит на молекулярном уровне, и поверхности раздела выделить нельзя. В гидродинамике такие среды называют однофазными или гомогенными. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...