Экспериментальное определение коэффициентов диффузии

Для того чтобы построить температурную зависимость коэффициентов диффузии [формула. (6.118)] исходя из экспериментальных данных и, тем самым, определить параметры диффузии Da и Q, необходимо уметь определять коэффициент диффузии D при заданной температуре. При экспериментальном определении коэффициентов диффузии в качестве модели для расчета обычно используют решения уравнений диффузии. Коэффициенту диффузии приписывают такое значение, при котором экспериментальные результаты находятся в согласии с этими решениями. [c.204]

Значение D, оцененное по этому соотношению для ряда твердых растворов на базе алюминия, совпадает (в пределах довольно большой ошибки эксперимента) с экспериментально определенным коэффициентом диффузии. Более детальное исследование механизма и кинетики превращения было проведено лишь для очень небольшого числа сплавов, в том числе для выделения меди из германия и серебра, углерода и азота из а-железа и кремния из алюминия. [c.293]

Эту формулу используют при экспериментальном определении коэффициента диффузии паров различных жидкостей. [c.70]

Экспериментальное определение коэффициента диффузии в конденсатах сопряжено с большими трудностями, так как разрешающая способность аппаратуры для исследования состава соизмерима с геометрическими размерами объектов. Для приближенной оценки коэффициента диффузии одного металла в тонком слое другого может быть применен метод, разработанный в нашей лаборатории. Метод основан на измерении количества вещества, проходящего сквозь тонкий слой металла-растворителя и испаряющегося с его поверхности при отжиге в вакууме двухслойных композиций из исследуемых металлов. Порядок эксперимента следующий. [c.170]

Экспериментальное определение коэффициентов диффузии 297 [c.297]

Определение коэффициента диффузии по этой формуле на основании экспериментальных данных (отжиг при 1000° С в течение [c.116]

Для замыкания системы уравнений, описывающих турбулентное течение в пучках витых труб, в книге предлагается использовать экспериментально определенные коэффициенты тепломассопереноса (турбулентной диффузии и теплоотдачи). Для их определения были разработаны методы экспериментального исследования и созданы специальные экспериментальные установки, учитывающие специфику измерения быстро-меняющихся параметров. На этих же установках были экспериментально обоснованы модель течения и методы расчета процессов стационарного и нестационарного тепломассопереноса. [c.5]

Применение выражения (8) для определения коэффициента диффузии по экспериментально полученным кривым распределения диффундирующего элемента по толщине слоя после ХТО обеспечивает точность до порядка величины. Это связано прежде всего с тем, что при ХТО не всегда можно пренебречь временем насыщения поверхности до концентраций, равновесных с окружающей атмосферой, в то время как решение уравнения Фика (8) предусматривает постоянство поверхностной концентрации диффундирующего элемента. Кроме того, концентрация 1, а поверхности является характеристикой взаимодействия насыщающей среды с обрабатываемой сталью и ие всегда может быть определена по диаграмме состояния чистый металл — диффундирующий элемент. [c.281]

Выражение (4.6) служит для определения коэффициента диффузии при разных температурах на основе экспериментально установленных значений Со, с и л за время т. При этом все рассмотренные закономерности справедливы для протекания процессов диффузии при концентрациях, не достигающих предела насыщения растворенного элемента. [c.59]

Чтобы сравнить результаты расчета по двумерной модели с экспериментальными результатами, профиль концентрации в вертикальном направлении строился с помощью усреднения рассчитанного двумерного профиля по горизонтали. Значение коэффициента диффузии по границам кристаллита вычисляли подгонкой результатов машинного моделирования к измеренному профилю, как показано на рис. 9.17. Применение такого способа определения коэффициента диффузии )д по границам кристаллита для нескольких значений температуры позволило получить соотношение Аррениуса [c.274]

Использование метода диффузии от системы линейных источников тепла для определения коэффициента /), при нестационарном протекании процесса имеет свои особенности. Это связано, прежде всего, с необходимостью рассматривать в общем случае задачу в сопряженной постановке, так как процессы теплопереноса в теплоносителе и в стенках труб взаимосвязаны, а условия на границе с теплоносителем неизвестны. При использовании модели течения гомогенизированной среды удается избежать необходимости определения полей температур в стенках труб и заранее задать граничные условия, используя понятие коэффициента теплоотдачи, зависящего от граничных условий. При этом тепловая инерция витых труб. учитывается введением в систему уравнений, описывающих нестационарный тепломассоперенос в пучке, уравнения теплопроводности для твердой фазы, а изменение температуры труб во времени и пространстве идентично изменению температуры твердой фазы гомогенизированной среды. Система уравнений (1.36). .. (1.40), приведенная в гл. 1, позволяет рассчитать поля температур теплоносителя и стенки труб (твердой фазы), зависящие от продольной и радиальной координат в различные моменты времени, т.е. решить двумерную нестационарную задачу. В гл. 5 будет рассмотрена система уравнений и метод ее расчета, которые позволяют решить задачу и при асимметричной неравномерности теплоподвода. Однако, как показали проведенные исследования стационарных трехмерной и осесимметричной задач, коэффициент В,, определенный для этих случаев течения, остается неизменным при прочих равных условиях. Поэтому при экспериментальном исследовании нестационарного тепломассопереноса в пучках витых труб целесообразно ограничиться рассмотрением только осесимметричной задачи. Такая задача решена впервые, поскольку все предыдущие исследования ограничивались использованием одномерного способа описания процессов нестационарного теплообмена в каналах, когда рассматривается течение с постоянной по сечению канала скоростью и температурой, которые изменяются только по длине канала. При этом температура стенки определяется из уравнения Ньютона для теплового потока по экспериментальным значениям коэффициента теплоотдачи [24, 26]. [c.57]

Для замыкания системы уравнений (5.17). .. (5.21) использовался экспериментально определенный безразмерный нестационарный эффективный коэффициент турбулентной диффузии [c.141]

Для определения эффективного коэффициента диффузии /Гд экспериментально измеренные поля температур теплоносителя (см. рис. 5.20) сопоставляются с теоретически рассчитанными полями температур методом, изложенным в разд. 5.2 (рис. 5.21) для различных моментов времени и коэффициентов А д. Поля температур Т = Т (г г ,т, К), представленные на рис. 5.21, свидетельствуют об уменьшении в первые моменты [c.171]

При определении эффективного коэффициента диффузии А д для этого типа нестационарности использовался тот же метод сопоставления экспериментально измеренных и теоретически рассчитанных полей температур, изложенный в разд. 5.2. [c.176]

Расчет температурных полей теплоносителя при изменении расхода во времени проводился путем численного решения системы уравнений (5.17). .. (5.21) с записью уравнений газовой динамики в квазистационарном приближении, используя функцию С = (7 (г), определенную экспериментально (см. разд. 5.1). На рис. 5.26, 5.27 сопоставляются теоретически рассчитанные поля температур с экспериментально измеренными полями для определенных моментов времени. Видно, что для рассмотренных режимов работы пучка витых труб с = 57 эффективный коэффициент диффузии ЛГд в течение всего нестационарного процесса, связанного с возмущением расхода теплоносителя, практически остается постоянным и равным значению перед моментом внесения этого возмущения, т.е. [c.176]

Для описания процессов миграции наиболее часто принимают модель, в основу которой положен осложненный сорбцией диффузионный перенос. Определяющим параметром в таких моделях служит эффективный коэффициент диффузии. Известно достаточно много экспериментальных методов определения этого параметра в пористых средах [2, 3], но одним из наиболее перспективных является метод неразборных колонок с внешней регистрацией ионизирующего излучения при помощи коллимированного детектора [2]. Преимущество данного метода состоит в том, что находящийся в колонке образец не нарушается и с ним можно проводить большое число опытов, наблюдая профиль миграции радионуклида как по длине образца, так и в определенных сечениях в зависимости от времени [4]. [c.231]

Экспериментальное определение эффективного коэффициента диффузии радионуклидов в образцах донных отложений с использованием коллимированных детекторов излучения целесообразно проводить по схеме, предложенной в [5]. Схема эксперимента показана на рисунке. В колонку диаметром d помещается насыщенный водой образец высотой Н Н > 5d). В начальный момент времени / = 0 в колонку осторожно приливают раствор исследуемого соединения радионуклида с объемной активностью Со на [c.231]

Формулу (7) можно непосредственно использовать для определения эффективного коэффициента диффузии k путем сравнения с экспериментальными кривыми распределения активности, но в этом случае функция чувствительности применяемого детектора может в значительной степени исказить результаты измерений. Более рационально для определения указанного коэффициента использовать статистические параметры. [c.233]

При различного рода расчетах и исследованиях кинетики сильно экзотермических реакций, в особенности процессов горения, необходимо знать коэффициенты диффузии газов при высоких температурах. Однако определение указанных коэффициентов, особенно при температурах выше 100° С, относится к числу трудных экспериментальных исследований, что подтверждается наличием незначительного числа работ в этом направлении. Существующие теоретические исследования температурной зависимости коэффициента диффузии газов (в дальнейшем к, д. г.) еще не достаточно проверены из-за отсутствия необходимых экспериментальных данных. [c.181]

Коэффициент диффузии по экспериментальным данным кинетики ионного обмена определяют следующим образом. Согласно рассчитанным из кинетических кривых значениям F, по таблицам или номограммам для различных простых тел [9, 37] находят значения Bt. В табл. 3 для бесконечного объема приведены значения Bt [37]. По значениям Bt и t, соответствующим экспериментальным точкам, строят график Bt = f t). В соответствии с определением этот график должен быть прямой линией с тангенсом угла наклона D/r . [c.58]

Для расчета скорости обмена в большинстве случаев требуется знание индивидуальных коэффициентов диффузии в ионите. Их обычно рассчитывают из экспериментально определенных скоростей обмена. Лучше всего пользоваться средними значениями коэффициента взаимодиффузии для определенного интервала времени и расстояния от центра зерна. Если в ионите [c.63]

При таком подходе (как и в термодинамике) не пытаются выяснить сущность молекулярных процессов, лежащих в основе диффузионных явлений. Поэтому обычно рассматривается поток низкомолекулярного компонента через определенные заданные сечения в полимерном теле и по экспериментальным данным зависимости потока J от времени и концентрации диффундирующего вещества в сечениях вычисляют характеристическую величину — коэффициент диффузии D. В этом случае при вычислении D по экспериментальным данным для различных форм потока используется математический аппарат, применяемый при решении дифференциальных уравнений диффузии, теплопередачи, химической кинетики [6, с. 11 и сл.]. [c.11]

Второй метод — метод ради Оактивных. изотопов — заключается в том, что к диффундирующему элементу подмешивается его радиоактивный изотоп. Послойная концентрация элемента в тончайших слоях легко определяется с помощью специального радиоактивного счетчика. В настоящее время в связи с открытием искусственной радиоактивности этот метод является основным при изучении диффузии. Имеются и другие методы экспериментального. определения коэффициента диффузии, по большинство из них менее надежно и совершенно. [c.601]

Из приведенных таблиц ясно, что при обычном экспериментальном определении коэффициента диффузии примеси в разбавленном твердом растворе нельзя обнаружить влияние дивакаисий. Это влияние можио исследовать, определяя корреляционный множитель. [c.171]

Хотя, разумеется, заманчиво попытаться вывести для процесса окисления выражения для энтропии и теплосодержания, все же смысл члена А5 не вполне ясен. Этот энтропийный член тесно связан с энтропийным членом в ранее рассмотренном уравнении температурной зависимости диффузии (18). Но даже и там толкование было далеко неудовлетворительным. Поэтому данный вопрос в настоящей монографии не рассматривается. Существует больщая трудность, которую, по-видимому, недооценивают даже экспериментаторы в области кинетических процессов в твердом теле она заключается в неопределенности экспериментальных значений коэффициентов диффузии и скоростей окисления. Величина значений энтропии и теплосодержания зависит от точности, с которой определен наклон логарифмических кривых зависимости от величины, обратной температуре. Обычно эта точность мала, поэтому проверить те или иные соображения в отнощении А5 и Q путем точных экспериментов почти невозможно. Дальнейщий прогресс в этом направлении зависит как от развития теории, так и от повышения точности экспериментов. Однако совсем не исключено, что развитие теории в тех направлениях, которые были намечены нами выще, окажется само по себе рещающим для рещения фундаментальной проблемы по выяснению механизмов диффузии и окисления. [c.83]

Определение величины I по экспериментальным значениям коэффициента диффузии дает хорошую сходимость с результатом металлографического анализа глубины переходной зоны на опытных образцах. Из изложенного следует, что трудности формирования переходной зоны медь — алюминий, из-за наличия оксидной пленки А12О3, могут быть устранены применением промежуточного покрытия, например цинка, вступающего во взаимодействие с медью и алюминием, или применением сплавов, содержащих цинк, который, диффундируя в медь, способствует формированию контактной зоны. [c.691]

Экспериментальные методы определения коэффициента диффузии, связанные с вычислением градиента концентрации, отличаются очень большой продолжительностью (в лучшем случае несколько суток), поэтому при звуковом воздействии они не могли быть использованы. В связи с этим применялся метод Ермоленко [72], который не требует столь большого времени для проведения опыта. Три пластины из глинисто-шамотной керамики (с капиллярами, средний размер которых около 4 мк) после пропитки дистиллированной водой плотно прижимались друг к Другу с помощью оправки, служившей одновременно влагоизолятором боковых поверхностей пластин. Коэффициент диффузии определялся по кривой сушки образца путем измерения среднего влагосодержания всего образца и его средней части. [c.617]

Можно показать, что эти два определения эквивалентны. Макроскопическое определение коэффициента диффузии по формуле (1.1) представляет юоретическую основу для экспериментального измерения коэффициента диффузии с помощью различных методик детектирования диффундирующих атомов. Микроскопическое же определение (1.2) является отправной точкой теоретической интерпретации коэффициента диффузии и его вычисления из первых принципов в терминах таких физических величин, как [c.13]

Моделирование диффузии фосфора - сложная задача. В [9.28] указано, что значения подвижности электронов, используемые для определения коэффициента диффузии фосфора, могут существенно повлиять на значения коэффициентов из соотношений (9.32) - (9.35). Действительно, имеются экспериментальные данные, свидетельствуюш 1е о том, что роль электрической активности и кластеризации фосфора отлична от роли аналогичных явлений для мышьяка и поэтому возможно появление моделей, альтернативных рассмотренным здесь. Наконец, для успешного двумерного моделирования необходимо выявить еще ряд неизвестных зависимостей. Оче- [c.263]

Диффузия воды в органических растворителях. Оландер [169] отметил, что тогда как корреляция Вильке—Ченга обычно является удовлетворительной для многих растворенных органических веществ, диффундирующих в воде, то в противоположном случае диффузии воды в органическом растворителе пользоваться ею для определения коэффициентов диффузии нельзя. Он нашел, что расчетные значения приблизительно в 2,3 раза выше экспериментальных, [c.488]

Распределение Нд по объему сварного соединения и его концентрацию в любой заданной точке определяют экспериментальнорасчетным способом. Способ состоит в экспериментальном определении исходной концентрации диффузионного водорода в металле шва Нш(0), установлении зависимости коэффициента диффузии водорода от температуры для шва, ЗТВ и основного металла и параметров перехода остаточного (металлургического) водорода Но в основном металле в Нд и обратно при сварочном нагреве и охлаждении. Расчетная часть заключается в решении тепловой задачи для заданных типа сварного соединения, режима сварки и решения диффузионной задачи. Последняя для сварки однородных материалов представляет ч 1Сленное решение дифференциального уравнения второго закона Фика, описывающего неизотермическую диффузию водорода с учетом термодиффузионных потоков в двумерной системе координат [c.534]

Приведены решения систем уравнений диффузии для бинарных трех- и многокомпонентных сплавов на основе железа. Описаны многочисленные параметры определения кинетического и термодинамического факторов диффузии для сплавов, а также приведены соответствующие коэффициенты диффузии и активности. Обсуждены экспериментальные и теоретические возможности корректного решения задачи о многокомпонентной циффузии. [c.53]

Ластман [13] сравнил коэффициенты диффузии, рассчитанные с помощью v, с результатами прямого определения D (табл. 5.12). Коэффициент диффузии для укладывается в разброс экспериментальных данных, в остальном совпадение не очень хорошее. [c.139]

На кафедре проводятся теоретические и экспериментальные исследования по вопросам взаимодействия газов с литейными сплавами. Разработаны теория и методика экспериментального определения водо-родопроницаемости, коэффициентов диффузии и массопереноса водорода в жидких металлах. Помимо расширения представлений о модели жидкого состояния металлов появилась реальная возможность использования явления переноса водорода для практического применения. На основании этих исследований разработаны методика и конструкции установок для экспресс-определения содержания водорода в жидких алюминиевых сплавах непосредственно в плавильных или раздаточных печах. [c.68]

Однако в пучках витых труб эта связь практически не реализуется [39] Это можно объяснить как влиянием конечности размеров источника и неравномерности поля скорости в ядре потока, так и загромождением исследуемого потока витыми трубами. Это приводит к тому, что нагретые частицы вблизи устья струи успевают пройти большое число не коррелированных между собой различных путей от источника до рассматриваемой точки, хотя распределения пульсационных скоростей при числах Ее > Ю" в ядре потока и приближаются к нормальному закону распределения. При числах Ее < Ю наблюдается отклонение пульсаций скорости от закона Гаусса в пучке витых труб, что свидетельствует об анизотропности турбулентности в таких пучках в этом диапазоне чисел Ее. Поэтому в закрученном пучке витых труб метод диффузии тепла от источника использовался только для определения коэффициента а. его применение оправдьшалось совпадением экспериментальных распределений температур с гауссовским распределением, хотя основные допущения теории Тэйлора в данном случае не выполняются строго. В экспериментах источник диффузии имел радиус, примерно в три раза превышающий радиус витой трубы. В этом случае свойства потока индикаторного газа (нагретого воздуха) и основного потока одинаковы, Это позволяет получить достаточно надежные опытные данные по коэффициенту В то же время если в работе [39] для прямого пучка витых труб, где радиус источника, бьш равен радиусу витой трубы, удалось оценить значение интенсивности турбулентности по уравнению (2.9), то в данном случае это исключается из-за больших размеров источника. Для увеличения точности определения коэффициента опыты по перемешиванию теплоносителя в закрученном пучке проводились при неподвижном источнике диффузии, а для определения полей температуры на различном расстояниии от него в витых трубах были установлены термопары. При этом измерялась температура стенок труб (т.е. температура твердой фазы в терминах гомогенизированной модели течения). Эта методика измерений могла приводить к погрешностям в определении коэффициента ) г, поскольку распределения температур в ядре потока теплоносителя и стенки труб различны, а следователь-различны и среднестатистические квадраты перемещений, а также и причем это различие, видимо, носит систематический характер. Подход к учету поправки в определяемый коэффициент Df при измерении температуры стенки изложен в разд. 4.2. [c.55]

StrOT метод определения извилистости по коэффициенту сопротивления диффузии можно критиковать в том отношении, что во влажном материале при испарении жидкости может происходить не только диффузия влаги, но и диффузия жидкости в виде капиллярного и пленочного движения (см. 5-7). Поэтому в работе [Л. 5-10] были приведены расчеты по определению коэффициента эффузионного сопротивления (j, (сопротивление пористого тела эффузии пара внутри тела). Экспериментальные данные приведены в табл. 5-3. Они показывают удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных. [c.296]

Для определения б и идентификации вероятностной функции ЛХ) предлагаем следующую методику необходимо провести два опыта на растяжение при таких температурно-скоростных параметрах, когда активно протекают процессы как упрочненртя, так и ре-лаксации напряжений, т. е. при скоростях деформации в = 10 - -10 и температурах Т = (0,5-Ю,7)Гпд. При Т Т ю экспериментальной кривой упрочнения К г) определяется функция /о(А) методом подбора значения параметра распределения Эта задача легко выполнима, поскольку для описания ДХ) мы используем простейшее однопараметрическое экспоненциальное распределение. Затем при температуре Т = Тг аналогичным образом подбирается/1(>.) и определяется значение коэффициента, учитывающего влияние температуры и коэффициента диффузии к на значение параметра распределения А. Тогда, согласно (4.57), [c.188]

В предлагаемой работе рассматриваются экспериментальное исследование многокомпонентной диффузии парогазовых систем на основе метода Стефана, соответствующее теоретическое определение коэффициентов мно гокомнонентной диффузии по кинетической теории разреженных газов через коэффициенты бинарной диффузии, теоретическое и опытное определения коэффициентов бинарной диффузии в парогазовых системах под давлением, а также экспериментальное исследование коэффициента температуропроводности СО2 в околокритической области. [c.46]

Методом Стефана измерены коэффициенты диффузии ряда парогазовых систем в интервале 298—353 К и давлений 1—100 бар. Разработаны методики теоретического определения коэффициентов бинарной диффузии в смесях под давлением с точностью 9%. Экспериментально исследован коэффициент температуропроводности двуокиси углерода в околокритиче-ской области. [c.120]

Рассмотрены расчетные методы определения коэффициентов переноса (диффузии, тепло- и электропроводности, модуля упругости и др.) в неоднородных средах (композиционные, зернистые и волокнистые материалы, керамические и связанные материалы, нефте- водо- и газонасыщепные грунты, материалы с различными фазовыми состояними). Приведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных применителыю к эффективным теплообменным аппаратам, тепловой изоляции, работающей при низкой и высокой температурах. [c.248]

Вопрос (Кэллат). Подтверждают ли измерения коэффициента диффузии, выполненные профессором Муром, соответствие между величинами коэффициента К, вычисленного по теории Вагнера и определенного экспериментально [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...