Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 10

Уравнение скорости конденсации. В соответствии с изложенным при расчете интенсивности десублимации пара в присутствии неконденсирующегося газа необходимо учитывать перенос из объема к поверхности как молекул пара, так и молекул газа, несущих с собой молекулы пара. Часть молекул газа, достигших при своем движении вместе с молекулами пара поверхности конденсата, отражается от нее, а часть адсорбируется на поверхности образующегося твердого конденсата. При этом адсорбированные молекулы прижимаются к поверхности непрерывно набегающим новым потоком пара, который мгновенно превращается в лед. Под слоем льда остается часть неконденсирующегося газа. Такой процесс является адсорбционным по физической сущности и абсорбционным по, конечному результату. Как упоминалось выше, на основе указанного эффекта могут быть созданы мощные высоковакуумные насосы для откачки трудно конденсирующихся газов.

Представление об «отражении» молекул неконденсирующихся газов от поверхности является некоторым приближением к действительности. На самом деле механизм отражения частиц от поверхности связан главным образом с электростатическим отталкиванием электронных оболочек молекул. Отраженная молекула, отдав часть своей энергии охлаждаемой стенке, имеет меньшую энергию, чем молекула, не испытавшая столкновения со стенкой. Такая молекула, хотя и остается нейтральной, становится активной молекулой. Отраженные молекулы газа, двигаясь с большими скоростями от одной поверхности к другой, нарушают гидродинамику потока пара, возмущают весь поток паровоздушной смеси. Если при конденсации чистого пара поток молекул двигался со скоростью, обусловленной градиентом парциальных давлений пара, то при добавлении неконденсирующихся примесей на поток пара налагается дополнительное движение неконденсирующихся газов. Характер интенсификации процесса конденсации зависит от динамического состояния неконденсирующегося газа в п арогазовой смеси.

Для определения скорости конденсации в присутствии неподвижного газа используем методы кинетической теории газов, примененные при нахождении уравнения скорости конденсации чистого пара в твердое состояние. Под неподвижным газом понимаем газ, молекулы которого находятся лишь в тепловом движении.

В однородном газе, находящемся в равновесном состоянии, число молекул N, ударяющихся о единицу поверхности в единицу времени, определяется выражением

а объем газа Vr, «ударившегося» о единицу поверхности в единицу времени, можно подсчитать по формуле

Если рс — давление чистого пара, а рк — давление насыщения, соответствующее температуре поверхности, то объемная скорость конденсации в условиях высокого вакуума определится как

\ Для бинарной смеси газов в условиях высокого вакуума, когда средняя клина свободного пробега значительно превышает характерный размер аппарата, число столкновений между разноименными молекулами становится пренебрежимо малой величиной.

 

Другие части:

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 1

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 2

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 3

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 4

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 5

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 6

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 7

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 8

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 9

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 10

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 11

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 12

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 13

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 14

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 15

Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 16