Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 ак ведущего звена процесса




ѕо самому определению наиболее медленным звеном процесса €вл€етс€ поступление молекул кислорода из объема газовой фазы к поверхности расплавленного металла, или поглощение кислорода подповерхностными сло€ми металла, прилегающими к его поверхности.

¬первые этот процесс был изучен Ќернстом и Ћэнгмюром [37] создавшими "пленочную" теорию массопереноса, согласно которой перенос даже от очень интенсивно движущегос€ объема газа к твердому или жидкому телу происходит через неподвижную "пленку" газа, охватывающую это тело. ћассопередача через эту пленку носит стационарный характер, т.е. происходит по законам молекул€рной диффузии.

¬последствии ѕрандтль и “ейлор [36, 37], подробно изучавшие газодинамику течени€ газов и жидкостей у поверхности твердого тела, установили, что даже в случае развитого турбулентного течени€ газа вблизи твердой стенки существует тонкий ламинарно движущийс€, но не неподвижный слой, толщина и движение которого определ€ютс€ природой самого газа или жидкости и характером их движени€ в основном потоке. Ќесмотр€ на многие другие модели, выдвинутые позднее, эта теори€ сейчас общеприн€та.

Ќапример, дл€ металлической капли, вис€щей в потоке кислорода, на поверхности которой протекают реакции

[ C ]+1/2{ O 2}

и [ C ]+{ O 2}={ CO 2}

 

(реакционна€ зона или плавка во взвешенном состо€нии) имеем:

, (45)

 

где J Ц интенсивности массопереноса O 2, —ќ и —ќ 2. — другой стороны, , например, определ€етс€ выражением:

 

(46)

 

где k Ц коэффициент массопереноса кислорода в газовой фазе(моль/см2×сек);

и Ц мол€рные доли кислорода в объеме газовой фазы и на поверхности ее контакта с металлической каплей.

 оэффициент массопереноса рассчитываетс€ с помощью критери€ Ќуссельта дл€ массопередачи:

 

Nu=k¢m d / D × c, (47)

 

где d - диаметр капли (см);

D Ц коэффициент диффузии кислорода в газе (моль/см2×с);

с - мол€рна€ концентраци€ кислорода в газовой фазе (ћоль/см3).

ƒл€ вынужденного массопереноса от движущегос€ газового потока к вис€щему в нем сферическому телу величина критери€ Ќуссельта описываетс€ уравнением –анца-ћаршалла [35, 70]

Nu f =2,0+0,60Re0,50×Sc0,33, (48)

 

где первое слагаемое в правой части уравнени€ есть число Ќуссельта дл€ сферы, наход€щейс€ в неподвижной газовой фазе.

Re=dVr/m Ц критерий –ейнольдса, определ€ющий характер течени€ газа

Sc=m f /r fD Ц критерий Ўмидта, характеризующий физические свойства газовой среды (дл€ газов его величина близка к единице),

V Ц относительна€ скорость движени€ газа вдоль капли (см/с),

r f Ц плотность газа при температуре, характерной дл€ его пленки, контактирующей с металлом (г/см3),

m f Ц в€зкость газа при температуре его пленки (пуаз).

≈сли имеютс€ необходимые данные о газодинамике кислородного потока, по которым можно определить Nи, а следовательно, и коэффициент масоопереноса кислорода Ц k¢m, то интенсивность поступлени€ кислорода на поверхность сферической капли, а по ней и скорость обезуглероживани€ металла определитс€ уравнением:

 

Ц d [% C ]/ d t=2,304×103p dm / W, (49)

 

где d Ц диаметр капли (образца);

W Ц его вес;

Ц мол€рна€ дол€ кислорода в объеме газовой фазы.

ќднако прин€тые выше положени€ определ€ют только интенсивность поступлени€ кислорода на поверхность металла и могут быть использованы дл€ расчета скорости окислени€ углерода или других компонентов металла только при большой скорости их поглощени€ металлом и полной ассимил€ции его металлом. Ёта втора€ ступень внешнего режима также неоднократно исследовалась начина€ с работ ’игби [37, 70], разработавшего теорию "проникновени€" молекул газа в поверхностные слои жидкости путем нестационарной молекул€рной диффузии в различные, непрерывно поступающие на поверхность жидкости, ее элементы, вновь уход€щие после этого в толщу жидкости. ќднако, ’игби, ƒанквертс и Ћевич [38, 39] дл€ математического описани€ изученных ими €влений использовали величины, неподдающиес€ экспериментальному измерению, например, среднее врем€ пребывани€ отдельных элементов жидкости или газа на их контактной поверхности Ц Dt и др.

ѕоэтому эти теоретические уравнени€ пригодны лишь дл€ эмпирических описаний отдельных процессов, протекающих в конкретных услови€х. ¬ св€зи с этим лишь очень приближенно можно сказать, например, что кислород поступающий на обнаженную поверхность расплавов на основе железа, практически полностью поглощаетс€ металлом. Ќапротив, дл€ азота это никогда не наблюдаетс€.

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-12-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 314 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

ƒаже страх см€гчаетс€ привычкой. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1365 - | 1211 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.01 с.