Влияние давления на диффузию в газах

ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ В ГАЗАХ [c.481]

Таким образом, были получены новые экспериментальные данные по -скорости диффузии в газах при высоких давлениях, обнаружены новые интересные факты, связанные с влиянием критической точки на кинетическое поведение систем, а именно невозможность даже формального применения закона Фика, факт неизбежного сопровождения молекулярной диффузии конвективным перемещением всей массы газа и, наконец, резкое замедление диффузии вблизи критической точки равновесия жидкость — пар. [c.141]

Испарение через мембрану. Это процесс разделения жидких смесей, основанный на различной скорости переноса компонентов смеси через полупроницаемую мембрану вследствие различных значений их коэффициентов диффузии. Из исходного раствора через мембрану в токе инертного газа или путем вакуумирования (рис. 24-8) отводятся пары, которые затем концентрируются в конденсаторе. При разделении происходят растворение вещества в материале мембраны (сорбция), диффузия его через мембрану и десорбция в паровую фазу с другой стороны мембраны. Процесс переноса вещества через мембрану описывается законом Фика [уравнение (24.5)]. Состав паров зависит от температуры процесса (влияние давления на его характеристики незначительно), материала мембраны, состава разделяемой смеси и др. Для увеличения скорости процесса раствор нагревают до 30-60 °С, а в паровой зоне создают разрежение. [c.333]

Скорость диффузии реагентов в защитных пленках зависит от концентрации в них дефектов. Влияние давления окислительного газа на концентрацию дефектов также сказывается на скорости диффузии реагентов. [c.130]

Если процесс протекает при субатмосферных давлениях, на его скорость сильное влияние оказывает диффузия исходных и конечных газовых продуктов через граничный газовый слой (диффузионный контроль). Поэтому скорость такого процесса увеличивается при увеличении скорости газового потока или снижении давления газа и в большей степени определяется скоростями поверхностных процессов. Например, кинетический контроль процесса окисления вольфрама при Т > 2000 °С наступает при ро, = 13. .. 130 Па. [c.405]

Влияние осевой теплопроводности на распределение температуры по стенке трубы подробно обсуждалось выше. Для дальнейшего уточнения мы должны учесть влияние диффузии между паром и неконденсирующимся газом. Диффузия неконденсирующегося газа в активную зону конденсатора снижает парциальное давление пара. В двухфазной системе снижение давления пара сопровождается соответствующим снижением температуры пара и, следовательно, температуры на границе раздела пар-фитиль и температуры стенки трубы. Анализ, учитывающий влияние диффузии пара и газа, описывается ниже. [c.123]

То, что при движении газа в каналах течение полностью ограничено твердыми стенками и расход является вполне определенным, позволяет учесть влияние вязкости, теплопроводности, диффузии и др. в предположении, что не только относительный наклон скоростей мал, но и величины скорости, давления, температуры, концентрации и других параметров также одинаковы во всех точках сечения. Изменение параметров в этом случае происходит только в осевом направлении, так что они зависят только от одной пространственной координаты, отсчитываемой вдоль осевой линии. Однородность по сечению канала течения позволяет не рассматривать механизм переноса количества движения, энергии и массы, так как предполагает, что любое воздействие на поток, связанное с влиянием трения о стенки и с подводом тепла или вещества сквозь стенки, немедленно равномерно распределяется по всему сечению канала. Отметим, что [c.179]

Опытные данные о влиянии скорости движения газовой среды на скорость окисления металлов (рис. 38, 39 и 96), согласно которым уже при небольших скоростях газового потока достигаются предельные значения скорости окисления металлов при данной температуре, указывают на то, что окисление металлов, дающих при окислении полупроводниковые окислы /7-типа, контролируется не только диффузией реагентов через окалину, но и переносом окислителя к поверхности раздела окалина — газ, т. е. внешней массопередачей (см. с. 65). Таким образом, увеличение скорости движения газовой среды в какой-то степени эквивалентно повышению парциального давления окислителя. [c.135]

Если газ достаточно медленно и равномерно нагревается при постоянном давлении, то степень диссоциации, являющаяся функцией температуры и давления, достигает своего равновесного значения, что характеризует возможный процесс теплопередачи. Если нагревание происходит неравномерно, хотя и медленно, то возникают градиенты как температур, так и концентраций, вызывающие появление тепловых потоков соответственно за счет теплопроводности и диффузии. Под действием диффузии газ находится всегда в неравновесном состоянии, которое оказывает влияние на теплообмен. [c.703]

Нир и др. в работе [41] рассмотрели переходную область газового потока и для расширения диапазона давления, в котором сохраняется вязкостный поток перед сужением, ввели капиллярную трубку. Экспериментально подтверждено, что даже в сужении, рассчитанном на вязкостный поток, в некоторой области давлений наблюдается фракционирование. Это объясняется тем, что вязкостный поток охватывает только часть канала сужения. По мере снижения давления в сужении поток газа постепенно становится молекулярным, в результате чего во второй части канала появляется градиент концентрации. Затем градиент концентрации, возникший в сужении из-за обратной диффузии, распространяется к началу сужения и при сравнимых скоростях диффузии и потока газа может охватить пространство, примыкающее к сужению. Поясним это выражением для потока какой-либо компоненты с учетом влияния обратной диффузии [c.79]

В первую очередь нас будут интересовать рост и схлопывание пузырьков, происходящие с большими скоростями, и мы будем рассматривать поля гидродинамического и акустического давления. В этих условиях движение стенки пузырька и окружающей жидкости в сильной степени зависит от инерционных сил, которые велики по сравнению с силами вязкости, поверхностного натяжения и сжимаемости. Хотя влияние трех последних факторов, и особенно сжимаемости, важно само по себе, оно представляет интерес еще и потому, что эти факторы накладываются на основную структуру течения, обусловленную силами инерции. Диффузия газов сквозь стенку пузырька также влияет на характер течения. Косвенное влияние на инерционные силы оказывает теплопередача, от которой зависит скорость испарения. [c.120]

Расширение газов и паров под влиянием разности давлений Диффузия газообразных тел Перетекание тепла от более нагретых тел к менее нагретым Переход работы в тепло Сжатие газов и паров от меньшего давления к большему Разделение смеси на ее компоненты Перетекание тепла от менее нагретых к более нагретым Переход тепла в работу [c.17]

Основная масса исследователей разделяет ту точку зрения, что эрозия вызывается физическими силами, возникающими в результате захлопывания пузырьков. В 1919 г. [1] подсчитали, что захлопывание сферических пузырьков может мгновенно генерировать громадные локальные давления порядка нескольких миллиардов ньютонов на квадратный метр. Более строгие расчеты, в которых были приняты во внимание диффузия газа и пара в пузырек и влияние поверхностного натяжения, привели к более умеренным значениям давлений. Методы с использованием фотоупругих покрытий показали, что деформационные волны, возникающие в материалах вследствие захлопывания пузырьков, вызывают удар, равный давлению приблизительно [c.303]

При течении в пористой среде газов, способных адсорбироваться, в условиях постоянного градиента давления часто наблюдаются повышенные скорости фильтрации [12]. Наиболее широко распространенное объяснение этого явления состоит в том, что дополнительно к обычному потоку в газовой фазе в этом случае имеется еще параллельный ему установившийся поток, обусловленный поверхностной диффузией. Джиллиленд и др. [30] провели недавно решающее исследование этого явления и представили улучшенное соотношение, описывающее влияние главных факторов, сказывающихся на переносе в адсорбированных слоях. [c.488]

Значения Р, D и S в полимерах зависят от многих факторов. Многие газы и пары активно взаимодействуют с функциональными группами полимеров, что приводит к отклонениям диффузии от законов Фика, а растворимости — от закона Генри. Коэффициент диффузии в этих случадх, как ) р ило, цорыш етдя с ростом концентрации диффундирующего вещества, а проницаемость растет с ростом давления. Поэтому для оценки поведения материалов следует определять D и Р во всем заданном интервале давлений. Давление жидкостей не оказывает существенного влияния на 108 [c.108]

Экспериментальные данные [27] по влиянию напряжений на водородопроницаемость при повышенных температурах и давлениях для хромоникелевых сталей Х18Н10Т и Х14Н14М2В2 (рис. 10.11) подтверждают вышесказанное. Наблюдения показывают, что при 700 °С стационарный поток газа устанавливается в течение нескольких часов это время зависит от величины действующих напряжений. Поскольку оно связано с коэффициентом диффузии В водорода [c.345]

Уравнения турбулентного пограничного слоя для многокомпонентной меси реагирующих газов можно найти, например, в уже цитированной выше монографии Б. Дорранса. Эта система уравнений, так же как и более простая система уравнений турбулентного пограничного слоя в несжимаемой однородной жидкости, является незамкнутой. Действительно, lipoMe обычных неизвестных (скорости, давления, плотности, темпера- гуры или энтальпии, концентраций), число которых соответствует числу уравнений, в ней содержатся еще неизвестные коэффициенты турбулентного переноса (коэффициенты турбулентной вязкости, теплопроводности и диффузии). В настоящее время едва ли не единственно возможным путем замыкания системы уравнений турбулентного пограничного слоя в многокомпонентной смеси реагирующих тазов является путь обобщения. < уществующих полуэмпирических теорий турбулентности в несжимаемой я идкости на случаи течения, в которых необходимо учитывать влияние факторов сжимаемости, тепло- и массообмена, химических реакций и т. д-, и еще, конечно, использования известных аналогий Рейнольдса. При таком обобщении вид формул полуэмпирических теорий турбулентности полностью сохраняется и только плотность считается переменной величиной, зависящей от давления и те1№ературы. [c.539]

Сварка плазменной дугой низкого давления в космосе не дала ожидаемых результатов. По-видимому, скорость диффузии плазмообразующего газа в атмосферу корабля превысила ожидаемую и его концентрация в дуговом промежутке оказалась недостаточной для контрагирования сжатой дуги. В то же время высокая скорость откачки газов через люк космического корабля оказала положительное влияние при электроннолучевой резке. Наблюдающееся при этом выделение газов не сказалось на надежности работы электроннолучевого оборудования. [c.690]

Известно также, что при турбулентном движении газокислородная струя расширяется возле стенки сопла до давления ниже атмосферного в результате поперечной скорости в момент истечения из отверстия, и, таким образом, расширенное ядро пламени удерживается у выходного отверстия, нависая над его торцовой поверхностью и не проникая внутрь мундштука. При повышенной шероховатости стенок и малой средней скорости истечения смеси толщина предельного слоя с минимальны.ми скоростями истечения увеличивается н газовая струя не может противостоять давлению, oкaзывae юмy снаружи, и пламя проскакивает внутрь мундштука [14]. На уменьшение возможности проскока пламени внутрь горелки оказывает влияние также снижение скорости воспламенения смеси на границе вследствие диффузии вытекающей нз мундштука газовой струи с атмосферой воздуха [12]. При повышенной скорости истечения смеси скорость распространения пламени на границе несколько повышается вследствие того, что быстротекущие газы пламени не засасывают холодный воздух из окружающей атмосферы, что также способствует удержанию пламени у выходного канала мундштука. [c.60]

Газопроницаемость определяется несколькими методами измеряется изменение давления в вакуум-камере под влиянием перехода газа через испытуемую пленку из камеры с большим давлением газа другие методы основаны на принципе диффузии определенного газа через испытуемую пленку в контрольный чистый газ. Прибор состоит из двух ячеек, соединенных перегородкой из испытуемой пленки. В одной ячейке находится чистый газ (контрольный), в другой — испытуемый газ. Давление с обеих сторон пленки тщательно выравнивают и через определенные промежутки времени проверяют шличие примеси испытуемого газа в контрольном. [c.156]

Во-вторых, при расчете функции ф учитывались только диффузионные эффекты, тогда как экспериментальная функция является результатом действия всех работающих на дегазацию механизмов. Как мы видели, кроме диффузии, сюда входят эффекты, ускоряющие выделение из жидкости свободных пузырьков коалесценция за счет силы Бьеркнеса и акустических потоков, изменение скорости всплывания пузырька под действием силы радиационного давления и увлечение его движущейся жидкостью. Насколько существенны эти факторы, можно судить по результатам, приведенным в гл. 3, где рассматривалось поведение одиночного пузырька или пары пузырьков в звуковом поле. Мы видели, что влияние акустических потоков существенно в особых случаях. Действительно, рэлеевские потоки в воде в поле стоячей волны имеют весьма незначительные скорости и не могут оказывать заметного влияния ни на число встреч пузырьков, ни на скорость их всплывания. Роль эккартовского потока при больших интенсивностях звука на высоких частотах и удачном соотношении радиуса звукового пучка и трубы может быть весьма значительной. Однако в проводившихся экспериментах соответствующим выбором диаметра трубы (/ 1= 0) вероятность появления потока была сведена до минимума. Измерение распределения давления по диаметру трубы показало, что из-за неоднородности поля можно принять г = 0,8 Гх, при использованных в эксперименте значениях интенсивности это приводило к весьма небольшим значениям скорости потока. Из приведенных в 3 гл. 3 оценок поправки к скорости на радиационное давление следует, что она существенна только для пузырьков резонансного размера, а для остальных (а их подавляющее большинство) ничтожна. Таким образом, наблюдавшееся в наших экспериментах изменение концентрации газа в жидкости вызвано диффузией растворенного газа в пузырьки и коалесценцие пузырьков под действием си.ты Бьеркнеса, т. е. ф,= фд+ф . Коалесценция пузырьков влечет за собой, с одной стороны, увеличение скорости всплывания пузырьков, что способствует увеличению ф.,, а с другой, как результат увеличения радиуса пузырьков, изменение величины диффузионного потока газа на пузырек в сторону, зависящую от частоты звука. Как мы видели, для коалесценции необходимо, чтобы сдвиг по фазе между колебаниями рассматриваемой пары пузырьков не превышал г. 2. Число коалесценций при этом зависит от концентрации и размеров пузырьков (см. 2 гл. 3). Так как постоянные коэффициенты в функции распределения иузырьков по числу и радиусам неизвестны, пока пет возможности оценить число встреч пузырьков при различных интенсивностях звука и частотах, т. е. найти зависимость эффекта коалесценции от основных параметров поля. Так как ф складывается из фд и ф , можно было бы предположить, что существование максимума кривой частотной зависимости обусловлено онределенным взаимодействием фд и ф . В самом деле, если принять, что диффузионная стадия [c.326]

Газ неравновесного состава поступает в конденсатор одноконтурной установки в случае недостаточного времени пребывания на участке контура между реактором и конденсатором, где происходит снижение температуры и давления. Химически неравновесная система в условиях охлаждения содержит избыточное по сравнению с равновесным содержание N0 и О2, которые являются неконден-сирующимися примесями. Однако в отличие от обычных парогазовых смесей при достаточном для завершения рекомбинации времени пребывания в объеме конденсатора неравновесная система N2O4 полностью конденсируется. Очевидно, что наравне с процессами диффузии и конвективного тепло- и массопереноса большое влияние оказывает кинетика химических реакций, протекающих со значительным тепловыделением. [c.185]

На коррозию углеродистой стали влияет также давление воды. Увеличение давления не оказывает влияния на анодный процесс, но ускоряет катодный процесс практически при всех температурах. Максимальная скорость катодного восстановления кислорода наблюдается при 15 МПа. Изменение плотности катодного тока объясняется явлениями переноса в электролите—морской воде. По мнению авторов [6], электропроводность морской воды и коэффициент диффузии газа повышаются с давлением. В продуктах коррозии в начальные периоды коррозионного процесса находят гидроксиды Ре + и Ре + (гексагональная модификация) в соотношении 1 1 при последующем окислении растворенным кислородом образуется только РегОз-иНгО. [c.19]

Время, необходимое для образования и схлопывания перемещающейся каверны в том случае, когда главную роль играет инерция, обычно составляет несколько тысячных долей секунды. Этого времени недостаточно для заметной диффузии растворенного воздуха через жидкость к поверхности раздела [6а]. Поэтому в такую каверну может попасть лишь немного больше воздуха, чем содержится в слое воды, которая, испаряясь, заполняет каверну. Даже если предположить, что в процессе образования каверны в нее диффундирует в несколько раз больше воздуха из окружающей жидкости, то и тогда он окажет слабое влияние на динамику пузырька, за исключением самых начальных стадий роста и самых конечных стадий схлопывания. В процессе схлопывания этот воздух вновь растворится в жидкости, но не полностью благодаря выравнивающему действию диффузии, о котором говорилось в разд. 3.8. Поэтому имеется избыток газа, идущий на образование новых ядер из каждой схлопывающейся каверны, хотя они, по-видимому, весьма малы, так как при схлопывании развиваются очень высокие давления. [c.164]

Если конвективная поправка у, не играет существенной роли (при / 1), то могут быть использованы газокинетические зависимости, полученные для чистого пара (при условии, что р — парциальное давление пара в смеси у поверхности конденсации). Однако, когда эта поправка ощутима, возникает вопрос, как отразится на газокинетических зависимостях то, что массоперенос осуществляется не только конвективным путем, но и в результате диффузии. Если молекулярные веса пара и газа близки, то процесс диффузии не приведет к нарушению изотропного максвелловскогс распределения скоростей для системы, движущейся со скоростью V Тогда при расчете потока молекул, поступающих к поверхности конденсата, влияние конвективной скорости можно учесть аналогично тому, как это сделано для чистого пара, например, в работе [8]. При существенно отличающихся молекулярных весах пара и газа распределение скоростей молекул в системе, движущейся со скоростью о, несколько отличается от максвелловского, однако это дает погрешности второго порядка малости по сравнению с учетом влияния диффузии. Диффузионный поток молекул на гранищ диффузионной области (граница раздела фаз) можно приближение выразить формулой [c.10]

При рассмотрении влияния, которое оказывает изменение давления Р1 на измерение температуры, йТ/йр (табл. 1), было найдено, что это изменение значительно больше в первых двух методах, чем в третьем. Но этим не исчерпываются преимущества последнего метода. Так как в этом методе температура всех частей аппаратуры остается постоянной (нагревания резервуара термометра от температуры Ту до температуры Т не происходит), то не наблюдается возмущающих эффектов (десорбции газа на поЕерхности или диффузии газа из материала резервуара термометра), благодаря которым в методах А и Б масса наполняющего резервуар газа изменяется неконтролируемым образом в процессе нагрева. Кроме того, продолжительность перехода из состояния 1 в состояние 2 может быть сделана в методе В намного меньше, чем в методах А и Б, так как не приходится тратить времени на нагревание и охлаждение резервуара термометра. Поэтому все возмущающие эффекты, связанные с продолжительностью опыта, почти исключаются в методе В. [c.97]

На процессы изменения содержания водорода в заготовках во время ковки, охлаждения после ковки и термической обработки, на распределение водорода по сечению и образование флокенов весьма большое влияние оказывают водородопрони-цаемость и диффузия водорода в стали. Водородопроницаемость стали характеризуется количеством водорода, проходящего в единицу времени через единицу площади на единицу ее толщины при давлении газа на входной стороне, равном 1 атм На водородопроницаемость стали существенное влияние оказывают реакции на ее поверхности. В процессе поглощения водорода сталью водород сперва адсорбируется на поверхности [c.10]

Опытные значения коэффициентов диффузии, приведенные к давлению 1 кГ/см , представлены на рис. 1 и 2. Разброс опытных точек не превосходит + 15%. В большинстве опытов инертный газ для удаления следов кислорода и водяных паров перед подачей в установку продувался через эвтектический расплав Ка—К. Следует отметить, что очистка газа не оказывает влияния на величины коэффициентов диффузии для цезия при температурах выше 630° К, а для калия — при температурах выше 723° К. Это объясняется хорошей растворимостью пленки окисла в металле (в цезии окисел начинает растворяться при более низких температурах, чем в калии). В опытах 2, 3 исходный калий содержал больше окислов и газ не очищался. Поэтому для смеси К—Не при температуре 723° К было получено заниженное значение (2,3 см 1сек при атмосферном давлении). Для смеси же К—Аг при той же температуре прежние данные и результаты проверочных опытов (с очисткой газа), проведенных в последнее время, совпали. Это объясняется большей чистотой аргона по сравнению с гелием. В последних опытах по определению коэффициента диффузии для смеси К—Не калий в диффузионную трубку загружался не в атмосфере гелия, а в атмосфере аргона (чтобы окисление было меньше). Аргон удалялся при вакуумировании диффузионной установки перед опытом. В процессе опыта гелий очищался. Таким способом были найдены более точные значения 1)12 ДЛя смеси К—Не при температуре 723° К. При более высоких температурах коэффициент диффузии для этой смеси получался одним и тем же и при загрузке под аргоном, и при загрузке под гелием. В случае цезия окисление сказывалось только при температурах ниже 630 °К. [c.50]

Однако процесс дегазации металлических расплавов ультразвуком еще недостаточно изучен. Наиболее достоверной считают следующую гипотезу под влиянием ультразвука возникает в расплаве кавитация. В образованные кавитационные пустоты проникает растворенный газ. При замыкании кавитационных пузырей этот газ не успевает снова раствориться в металле и образует газовые пузырьки. У алюминия водородные атомы в этих пузырьках соединяются в молекулы. Зародыши газовых пузырьков образуются и в полупериоде разрежения при распространении упругих ультразвуковых колебаний в расплаве, так как при уменьшении давления уменьшается растворимость газов. После этого газовые пузырьки под влиянием колебательных движений коагулируют и когда достигают определенных размеров, всплывают. Ускорение диффузии под действием ультразвука тоже может стимулировать нарастание газовых пузырьков. Однако в этих условиях дегазирующее влияние ультразвука можно ожидать только тогда, когда пузырьки могут всплывать на поверхность, т. е. когда вязкость металла мала. Такие ус- ловня создаются только в металлах с постоянной вязкостью т. е. при постоянной температуре. При медленном отвердевании и малом содержании газов возможна дегазация ультразвуком. Однако обычно ультразвуковая обработка прп отвердевании приводит к появлению дополнительной пористости, так как образовавшиеся пузырьки не могут выделяться из сплава [2]. [c.52]

При больших числах Рейнольдса толщина П. с. очень мала по сравнению с характерными размерами тела. Поэтому почти во всей области течения, за исключением тонкого П. с., влияние сил вязкости несущественно по сравнению с инерционными силами, и жидкость в этой области можно рассматривать как идеальную. Одновременно вследствие малой толщины П. с. давление в нём в поперечном направлении можно практически считать постоянным. В результате весьма эффективным оказывается такой метод изучения обтекания тел потоком жидкости (газа), когда всё поле течения разбивается на две части — область течения идеальной жидкости и тонкий П. с. у поверхности тела. Течение в первой области изучается с помощью ур-ний движения идеальной жидкости, что позволяет определить распределение давления вдоль поверхности тела тем самым определяется и давление в П. с. Течение внутри П. с. рассчитывается после этого с учётом вязкости, теплопроводности и диффузии, что позволяет определить поверхностное трение и коэфф. тепло- и массооб-мена. Однако такой подход оказывается неприменимым в явном виде в случае отрыва потока от поверхности тела. Он неприменим и при малых Ке, когда влияние вязкости распространяется на довольно большую часть возмущённой области течения. [c.556]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...