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

При отсутствии столкновений между молекулами пара и газа в парогазовой смеси число молекул N, ударяющихся о единицу поверхности в единицу времени, можно представить в виде

где пп и пг — соответственно число молекул пара и газа в единице объема смеси.

В нормальных условиях (для многокомпонентной системы) число столкновений молекул каждого компонента газовой смеси с поверхностью не подчиняется аддитивному закону. Закон аддитивности многокомпонентной (бинарной) системы можно применить только в условиях высокого вакуума. Соответствующий объем парогазовой смеси можно выразить

(79)

I В этих формулах рс— парциальное давление пара (конденсирующегося I газа) в парогазовой смеси; рг—парциальное давление неконденсирующегося газа в парогазовой смеси; п — общее число молекул в единице объема смеси. Более строго это уравнение получено в работе [41].

В данном случае каждый из молекулярных потоков существует независимо от другого, хотя их частицы пронизывают один и тот же объем. Естественно поэтому, что законы движения молекул каждого компонента остаются такими же, как и при наличии молекулярного потока, создаваемого одним источником.

К Если р1,и р2 — давления по обеим сторонам диафрагмы, площадь которой F, то поток Q парогазовой смеси, протекающей через отверстие диафрагмы в единицу времени, определится выражением

Подставляя полученную зависимость (79) для VCM, имеем

(80)

I С другой стороны, поток газа через диафрагму можно выразить

(81)

I где S — фактически наблюдаемая скорость откачки диафрагмой.

Тогда, приравнивая правые части уравнений (80) и (81), получаем

Множитель пропорциональности А отражает тот факт, что число молекул пара, остающихся на поверхности конденсации в результате распада комплексных частиц, вообще говоря, не равно числу молекул газа, сталкивающихся с поверхностью, и зависит от природы пара и газа и термодинамических условий процесса.

Преобразуя уравнение (82), имеем

и далее, подставляя значение VCM из уравнения (79) и принимая эффективную поверхность конденсации равной F, получаем

При десублимации природа неконденсирующихся газов существенно влияет на характер движения парогазовой смеси в объеме конденсатора и на механизм конденсации пара с примесью газа. Опыт показывает, что молекулы пара (при определенных условиях) сравнительно «свободно» пробираются к поверхности конденсации через движущиеся во всем объеме конденсатора молекулы водорода, хотя скорость последних в 3 раза больше скорости пара. При тех же самых условиях молекулы дифтордихлорметана представляют собой огромное препятствие для движения молекул пара. Поэтому процесс десублимации пара в присутствии газовых примесей зависит не только от физических свойств и скорости движения молекул каждого компонента в отдельности, но и от молекулярных масс компонентов. В соответствии с этим представим коэффициент пропорциональности А в виде

 

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