Работа образования пузырька

В. Минимальная работа образования пузырьков критического размера [c.296]

Работа образования пузырька представляет работы образования его поверхности [c.141]

Работа образования пузырька [c.29]

Условия практической реализации метастабильных состояний определяются кинетикой появления и роста в системе центров новой фазы. Будем считать систему чистой, т. е. не содержаш ей включений и слабых мест, играющих роль искусственной затравки фазового перехода. Вскипание перегретой жидкости является термодинамически необратимым процессом. На его первой стадии возникают спонтанные зародыши пара, г г . Каждый такой акт связан с преодолением потенциального барьера Затем происходит быстрый рост пузырьков и их перемещение в жидкости. Эта вторая стадия процесса относится к макроскопической кинетике и здесь не обсуждается. Рассмотрим подробнее изменение свободной энтальпии системы при возникновении в жидкости пузырька пара. Процесс считаем изобарно-изотермическим. В этом случае ДФ — ш работа образования пузырька определяется формулой (2.1). Ее удобно преобразовать с помощью приема, который был использован в 8. Подставляя в [c.38]

Пусть жидкость до момента = О находится в стабильном состоянии, флуктуационные пузырьки в ней характеризуются функцией распределения fn. В момент < = О жидкость перегревается. Новому состоянию соответствует другая равновесная функция распределения fn. Вследствие уменьшения работы образования пузырьков в перегретой жидкости имеем / . Но фактическое распределение пузырьков при моментальном перегреве вначале ближе к / , чем к / . Поэтому рост числа зародышей замедлен по сравнению со стационарным случаем. Характер развития процесса зародышеобразования показан на рис. 10, где но оси абсцисс отложено время, а по оси ординат — число образовавшихся за это время зародышей [c.55]

В большинстве других экспериментальных работ использовались системы, в которых происходило пузырчатое кипение с недо-гревом на поверхности нагрева либо имела место начальная стадия кавитации на поверхности погруженного в жидкость тела. Осуществлялась фотографическая регистрация процесса развития отдельного пузырька, включая все стадии роста и схлопывания. Такого рода данные получены в работе [422], где исследовались кавитационные пузырьки, образующиеся в воде при комнатной температуре на поверхности заостренного тела оживальной формы длиной 1,5 калибра, обтекаемого со скоростью 9—21 м сек. Распределение давления в воде было таким, что в носовой точке тела пониженное давление приводило к образованию пузырька. Затем он переносился вдоль тела в область более высокого давления, вызывающего его схлопывание. Результаты исследования фазы схлопывания пузырька хорошо согласуются с решением Релея. [c.135]

КАВИТАЦИЯ - образование пузырьков, заполненных газом, паром и их смесью, в результате уменьшения давления в быстро движущейся жидкости или под действием ультразвука приводит к снижению эффективности работы и более быстрому износу частей насосов, турбин, гребных винтов применяется в ультразвуковых методах обработки материалов. [c.21]

Показано, что работа, которую необходимо затратить на образование пузырьков, уменьшается по мере увеличения перегрева жидкости. Поэтому вероятность вскипания увеличивается с ростом температурного напора [c.122]

Работа, затрачиваемая на образование пузырька в объеме жидкости Л. 104], выражается зависимостью [c.297]

Физические условия появления пузырьков на теплоотдающей поверхности во многом сходны с рассмотренной картиной объемного вскипания. Главное отличие состоит в том, что паровой пузырек кроме межфазной поверхности будет иметь поверхность раздела твердое тело— жидкость, на которой обычно молекулярное сцепление более. или менее ослаблено. Поэтому величина слагаемого в выражении для L, указывающего работу образования новых поверхностей раздела фаз., оказывается количественно меньшей. В итоге меньшей становится и вся величина минимальной работы, а возникновения пузырька — большей. [c.297]

Работа образования паровой фазы, связанная с возникновением и развитием поверхности раздела жидкость — пар, оказывается, как правило, меньшей, если паровая полость только частично граничит с жидкостью, а в остальном соприкасается с твердой фазой. В этом отношении наиболее благоприятные условия для возникновения пузырьков создаются в углублениях, впадинах, трещинах, присущих в той или иной мере шероховатой поверхности твердого тела. Факторами, дополнительно облегчающими испарение в месте первоначального контакта элемента жидкости с поверхностью нагрева, служат местная пониженная смачиваемость могущая произойти из-за мелкоструктурной неоднородности материала или абсорбирования им стойких жирных пленок, а также удержание в углублении газа или остаточной части пузыря после отрыва последнего от поверхности. [c.164]

К котельному агрегату предъявляются весьма жесткие требования в отношении безопасности, надежности и бесперебойности работы его и обеспечения требуемой паропроизводительности при неизменных параметрах пара (давление, температура). С этой точки зрения особую роль играет обеспечение в котле нормальной циркуляции воды, происходящей естественным путем или принудительно. Схематически процесс в котле с естественной циркуляцией воды можно представить себе следующим образом к элементам замкнутого контура (рис. 3-1), состоящего из двух верхних барабанов А а Б я нижнего В, соединенных между собою трубной системой, состоящей из ветвей а, б и в, подводится тепло, выделяющееся при сгорании топлива. Котельный агрегат компонуется таким образом, что к ветви а подводится больше тепла, чем гс ветви б. Вследствие этого нагрев воды и парообразование (образование пузырьков пара) в ветви а происходят значительно интенсивнее, чем в ветви б. Это обстоятельство обусловливает большее содержание паровых пузырьков в воде, заполняющей ветвь а, по сравнению с ветвью б. Так как удельный вес пара меньше удельного веса воды, то удельный вес более богатой паровыми пузырьками пароводяной смеси в ветви а окажется меньше удельного веса пароводяной смеси в ветви б. Под действием разности удельных весов двух столбов рабочего тела в ветвях а ч б возникает круговое движение воды в замкнутом контуре—циркуляция воды. Трубы котла, по которым рабочее тело движется вниз, называются опускными, трубы, по которы.м рабочее тело движется вверх, — подъемными. [c.16]

Рождение пузырька пара в объёме гомогенной жидкости происходит при преодолении энергетич. барьера, равного работе образования критич. пузырька [c.365]

Аппаратура, использованная в этих экспериментах, в основном была аналогична использованной в работе автора. Экспериментальные трубы нагревались электрическим током. Температура трубы регистрировалась термопарами, заделанными на внешней поверхности трубы в различных местах по всей ее длине. Температуры на внутренней поверхности трубы вычислялись расчетным способом. Ряд термопар, заделанных по поверхности трубы в определенном порядке, позволял исследовать распределение температуры по периметру. Для большинства случаев вычисленные коэффициенты теплопереноса для каждого положения термопары основывались на средней величине показаний термопар в этом положении. Локальные температуры объема жидкости вычислялись на основании измерений температуры на входе, скорости потока жидкости и подводимого тепла на рассматриваемом участке. Измерялись также температуры на выходе, которые использовались для контроля точности. Разности температур трубки и жидкости поддерживались по возможности низкими для большей точности измерения во избежание громоздких вычислений в связи с изменением физических характеристик от температуры. Были предприняты меры, чтобы избежать погрешности за счет примесей, а также образования пузырьков воздуха при использовании воды. Экспериментально и путем вычислений определялись необходимые поправки на тепловой поток от трубы, на потерю тепла во внешнюю среду вдоль медных проводов, передающих электрический ток. Получены результаты для труб со следующими внутренними диаметрами (0,5 0,6 0,75 0,8 1,0 1,5 и 2,0 дюйма) 1,27— [c.247]

Работа деформации пузырька (образование вмятины ) может быть оценена как работа образования дополнительной площади поверхности, определяемой уравнением Гиббса [c.68]

Нормальным сроком службы конденсаторных трубок условно считается 20 лет для пресных охлаждающих вод и 10 лет для сильно минерализованных прудовых и морских вод. Заметное влияние на процесс коррозионного разъедания охлаждающих трубок оказывает скорость воды, неравномерное распределение скорости по трубкам, образование пузырьков воздуха, заметных термических напряжений и остаточных напряжений, не снятых при отжигах. Срок службы конденсаторных трубок зависит от коррозионной стойкости материала трубок, свойств охлаждающей воды и условий работы конденсатора. [c.124]

Как видно, уменьшение внешнего давления не только значительно облегчает условия образования газовых пузырьков, но и обеспечивает выход на поверхность расплавленного металла значительно более мелких пузырьков, которые при наличии внешнего давления обычно остаются в металле. Ускорение выделения газов в виде пузырьков из жидкого металла в вакууме объясняется тем, что работа образования зародышей газовых пузырьков уменьшается, а скорость перемещения их увеличивается. [c.85]

Для решения вопроса о целесообразности модифицирования стали необходимо знать некоторые характеристики расплава и в первую очередь работу образования зародышей газовых пузырьков и центров кристаллизации. Работа образования кристаллических зародышей обусловливает склонность стали к переохлаждению, которое определяется составом и степенью чистоты кристаллизующейся стали. Вместе с тем выбор модификаторов и затравок связан с кинетикой их плавления, активностью и растворимостью в исследуемой стали. Все эти вопросы обсуждаются в предлагаемой читателю книге. [c.7]

При введении в расплав соответствующих модификаторов уменьшается работа образования зародышей, скорость зарождения центров кристаллизации в переохлажденном расплаве увеличивается, и происходит одновременный рост большого количества тонких столбчатых кристаллов, имеющих примерно одинаковую направленность. Вследствие этого фронт кристаллизации становится более равномерным, что способствует ослаблению возникающих напряжений в корке слитка, уменьшению ее деформации и образованию равномерного зазора. Толщина зазора к тому же становится меньше, так как модификаторы способствуют уменьшению усадки, что установлено измерением диаметров модифицированных и немодифицированных полых слитков. Кроме того, происходящая под влиянием модификаторов дегазация расплава устраняет выделение на фронте кристаллизации газовых пузырьков, тормозящих затвердевание слитка. [c.154]

Работа образования зародышей газовых пузырьков критического размера определяется величиной поверхностного натяжения на границе жидкость — газ. Поэтому уменьшение поверхностного натяжения под воздействием различных добавок должно. способствовать уменьшению работы образования поверхности. [c.159]

Проверку герметичности соединений начинают от бака к карбюратору и т. д. Образование пузырьков воздуха в стеклянном стакане отстойника при работе двигателя показывает на негерметичность топливопроводов, соединяющих бак с топливным насосом. Подтекание топлива и подсос воздуха в топливную систему недопустимы Отрицательное влияние на ра- [c.21]

При работе водогрейных прямоточных котлов недопустимо закипание в них воды, так как это приводит к гидравлическим ударам и может вывести котел из строя. Однако опасно не только общее закипание воды в отдельных обогреваемых трубах, но и появление поверхностного кипения. Под поверхностным кипением понимают образование пузырьков пара на внутренней поверхности труб водогрейного котла при средней температуре воды ниже температуры кипения. Образование паровых пузырей на стенках трубы возможно только в случае достижения стенкой температур, больших температуры насыщения. Следовательно, во избежание поверхностного кипения необходим некоторый недогрев воды до температуры насыщения при давлении на выходе из котла. [c.160]

Начальный размер каверны можно рассчитать исходя из фундаментального допущения, сделанного Рэлеем, согласно которому работа, совершаемая жидкостью в процессе схлопывания, должна быть равна энергии схлопывания. Если пренебречь поверхностным натяжением и предположить, что пузырек схлопывается полностью, то работа схлопывания будет равна местному давлению в окружающей среде, умноженному на начальный объем пузырька. Так как схлопывание не может начаться, пока местное давление не превысит давление насыщенного пара, и так как в принятой нами модели полное схлопывание заканчивается очень близко к поверхности, вероятно, в заторможенной зоне или вблизи нее, то считалось, что среднее давление, вызывающее схлопывание, равно половине разности давления торможения и давления насыщенного пара. В табл. 8.1 приведены числовые значения, полученные с помощью этой длинной цепочки допущений. Таблица охватывает широкий интервал размеров и значений энергии, на основании которых можно сделать следующие выводы 1) величины работы образования впадин разных размеров отличаются не более чем в 10 раз 2) отношения объема сферического сектора к объему эквивалентной сферы отличаются не более чем в 4 раза 3) величины расчетной работы схлопывания каверн отличаются не более чем в 30 раз. [c.395]

В качестве разделяющей поверхности принята поверхность натяжения. Химические потенциалы относятся к разным давлениям. Первый член выражает работу образования поверхности (буквой А будем обозначать площадь), второй член — объемную работу против сил давления и третий член — молекулярную работу. Если пар в пузырьке близок к идеальному газу, то нетрудно преобразовать последнее слагаемое, заменяя химический потенциал жидкости равным ему химическим потенциалом пара для неустойчиво равновесного пузырька [c.29]

Работа, затрачиваемая на образование парового пузырька радиусом i K, зависит от того, образуется ли паровой пузырек в объеме жидкости вдали от поверхности теплообмена или непосредственно на этой поверхности. Кроме того, работа образования пузырька будет меняться в зависимости от формы центров парообразования. В качестве центров могут быть неровности в виде впадин шероховатой поверхности, а также различные трещины, канавки и др. К наиболее благоприятным условиям образования нузырька относятся условия, при которых затрачиваемая работа будет минимальной. [c.296]

Зависимость работы образования пузырька газа (при г = onst) от краевого угла смачивания д [15] [c.143]

Можно составить также выражение для работы образования пузырька = АФ в зависимости от его радиуса. При N= О приходим к прежнему результату (см. рис. 7). При 1 кривая ДФ (г) имеет смещ еипый максимум, дважды проходит через нуль при Гх > О и Гз > г . Инте ресен случай ъ1М а 1. Здесь с ростом радиуса пузырька величина ДФ сначала убывает, принимает минимальное [c.228]

Благодаря флуктуациям в перегретой жидкости непрерывно в отдельных местах образуются небольшие скопления паровой фазы (пузырьки) разных размеров. Те из них, радиус которых меньше критического, затем исчезают (конденсируются). Однако пузырьки ббльших размеров оказываются жизнеспособными и продолжают быстро расти. Так начинается объемное вскипание перегретой жидкости. Важной характеристикой, связанной с вероятностью такого вскипания, является минимальная работа образования пузырька критического размера [Л. 148] [c.290]

Возникновение парового зародыша как в объеме насыщенной жидкости, так и на элементе поверхности твердой фазы имеет флуктуацион-ный характер. Вероятность флуктуационного возникновения зародыша пропорциональна ехр(- LjkT), где Z, - работа, затрачиваемая на образование пузырька. На поверхности раздела жидкость—твердая фаза молекулярное сцепление ослаблено и работа, затрачиваемая на образование пузырьков, равная изменению термодинамического потенциала системы ДФ при его появлении, меньше, чем в объеме жидкости, и может быть рассчитана по выражению [c.83]

Второе слагаемое правой части (4.2) характеризует работу образования поверхности пузырька, которая зависит от физико-химических (0) и геометрических (Fw/ свойств поверхности. Величина ДФ тем меньше, чем хуже смачиваемость поверхности и чем большая часть газового зародыша соприкасается с ней. Выражение (4.2) определяет два направления активного воздействия на процесс появления зародышей а) ухуд шение локальной смачиваемости (увеличение в) б) создание условий для увеличения поверхности соприкосновения зарождающегося пузырька с твердой фазой F /F. В частности, можно показать, что при ухудшенном локальном смачивании (в > я/2) и при наличии микроуглублений самой простой конической формы образование зародышей паровой фазы возможно без перегрева при термодинамическом равновесии. [c.84]

Образование пузырьков на фильтрах изучалось в работе (8491. При очень малом расходе газа пузырьки образуются лишь на небольшом числе пор, которое возрастает по мере увеличения расхода газа. Прп наибольших расходах обнаруживается тенден-тщя к слиянию ыелки.х пузырьков в крупные. Возможно, что с увеличением расхода, помимо увеличения числа функционирующих пор, растет раз.мер пузырьков, образующихся в порах, действующих с самого начала. Размер пузырьков во много раз (от 10 до 100) больше, чем раз.люр пор, в которых они образуются. [c.117]

Образование пузырьков в щелевом отверстпп было исследовано в работе [748]. С помощью высокоскоростной киносъе.мкп изучался механизм образования пузырьков в одиночных щелях, погруженных в воду (измерялись размеры, скорость роста и частота отрыва пузырьков). Из.менение формы щели, а также физических свойств газа и жидкости оказывало сравнительно слабое влияние на порядок величины размера пузырьков при различных условиях. [c.120]

Статическое давление // pg столба жидкости значительно уменьшает образование пузырьков пара, но полностью не исключает его. Поэтому основной задачей является отвод образовавшихся паров из всасывающего трубопровода. С этой целью на всасывающем фланце насоса монтируют сетчатый фильтр Ф. Пары сепарируются в нем и удаляются в циркуляционный ресивер. Кроме того, устойчивая работа насоса во многом определяется рациональным проектированием, монтажом и эксплуатацией узла напорная емкость — всасывающией трубопровод — насос. Под этим подразумевается уменьшение скорости потока (ие более 0,5 м/с) во всасывающей трубе и понижение ее сопротивления за счет увеличения диаметра трубы, уменьшения ее длины н количества поворотов н вентилей размещение устройств, пре- [c.311]

В тех случаях, когда жидкость смачивает поверхность твердых стенок сосуда, в котором она находится, кипение жидкости, а соответственно и конденсация насыщенного пара происходят без заметного перегрева жидкости и пересыщения пара, так как работа образования жидкой пленки на твердой поверхности тем меньше, чем лучше жидкость смачивает эту поверхность. При полном смачивании образование л<идкой пленки вообще не сопряжено с затратой работы. В смачивающей стенку жидкости легко образуются разрывы ( кавитационные полости у стенки), что приводит к преимущественному возникновению пузырьков пара на стенке, а не внутри жидкости. При полностью смачивающей стенку жидкости конденсация пара происходит непосредственно на стенках сосуда без образования зародышей и, следовательно, без пересыщения пара. [c.385]

В частности, при работе жидкости в сильных полях, особенно высокой частоты, происходит ее нагрев и образование пузырьков пара. Поэто.му характер пробо.я жидких диэлектриков зависит от множества факторов, определяемых в значительной мере видом, размером, количеством и распределением примесей. Наличие мостиков и цепочек из твердых частиц сильно искажает поле между электродами. В, результате пробой жидкости происходит в неоднородном поле, а это приводит к снижению ее электрической прочности. [c.122]

Последнее выражение полностью согласуется с представлениями, указываюш,ими на определяюш,ее влияние состояния поверхности контакта на характер парообразования [19]. Очевидно, что работа образования поверхностей тем меньше, чем больше площадь контакта поверхности пузырька со стенкой, характеризуемая отношением S . [c.260]

Если определить работу образования зародыша пузырька более приблин енно, с использованием теории Я. Б. Зельдовича [c.260]

Центрами спонтанного К. могут быть плохо смачиваемые участки (т. в. островки Френкеля) и поры на твёрдой поверхности, зоны повыш. концентрации легкоки-пящей комионепты (напр., образовавшейся при электролизе), области локального тепловыделения (напр., зоны протекания экзотермич. хим. реакций) или локального растяжения (центры кавитации). В центрах спонтанного К. работа образования критич. пузырька меньше, чем в др. точках объёма жидкости, поэтому активация центров К. наблюдается при более низких теми-рах перегрева — при состояниях жидкости, попадающих в область между линиями 2 и 5 на рис. [c.365]

Кавитационное разрушение. Лопасти гидротурбин и винты судов в работе подвергаются кавитационному разрушению. Явление кавитации (от латинского слова avitas — пустота) происходит при больших скоростях и вихреобразном движении воды, когда в отдельных местах потока давление падает, вода вскипает с образованием пузырьков пара и выделившихся газов. Такие пузырьки при переносе из области с большим давлением на поверхность лопасти или винта конденсируются с большой скоростью, что и вызывает большое количество местных, захватывающих небольшие области гидравлических ударов, которые повторяются с большой частотой. В результате происходит перенаклеп и потеря пластичности поверхности металла. Это вызывает образование там микротрещин, выкрашиваний и усиленной коррозии и ведет к характерному кавитационному разрушению. Наблюдается откалывание частичек металла и образование глубоких раковин (каверн), переходящих в трещины усталостного характера. [c.391]

Объем пузырька рассчитан из условия равенства геометрически эффективной части работы схлопывания пузырька и работы образования впадины, после чего предполагается, что (работа схлопывания пуэырька)= (Рд —(начальный объем пузырька). Тем самым приближенно устанавливается нижняя граница диаметра пузырька. [c.396]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...