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

создаются благоприятные условия для перехода молекул из твердого состояния в газообразное и для миграции молекул пара на поверхности. Этот переход совершается как отдельными и ассоциированными молекулами пара, так и комплексными частицами. Ядром комплексной частицы может быть молекула газа, адсорбирующая на своей поверхности молекулы пара. Это согласуется с результатами экспериментальных исследований, которые показали, что поверхность сублимируемого вещества после испарения испещрена очень мелкими, но отчетливо выраженными впадинами.

Таким образом, молекулы неконденсирующегося газа в определенных условиях могут интенсифицировать процесс сублимации. В некоторых современных аппаратах сублимационной сушки для интенсификации процесса предусмотрено добавление в аппарат инертного газа (азота). Чем больше атомов в молекуле неконденсирующегося газа, тем сильнее эта молекула интенсифицирует процесс конденсации и тем сильнее она интенсифицирует процесс сублимации.

При испарении из твердого состояния в присутствии газовых примесей, находящихся только в тепловом движении, процесс сублимации определяется скоростью пара и степенью бомбардировки сублимируемого вещества молекулами газа после отражения их от стенок аппарата. В этом случае рост скорости процесса сублимации вызывается механизмом разрушения кристаллических решеток твердого вещества и переходом как отдельных молекул пара, так и ассоциированных комплексов (пар + газ) в газообразное состояние. Давление в местах столкновений молекул газа с поверхностью, в местах, где происходит разрушение твердого вещества, оказывается выше давления в окружающей среде. С повышением скорости испарения растет разность давлений на границе раздела фаз и в среде. Десорбированный комплекс в объеме I сублимационного аппарата изменяется в размере, распадается; при этом I увеличивается общее давление. С повышением общего давления возрастает значение конвективного тепло- и массообмена.

При добавлении неконденсирующихся примесей на поток пара налагается дополнительное движение активных молекул газа. В этих условиях возрастает роль циркуляционного движения, которое приводит к перемешиванию парогазовой смеси в объеме сублиматора, обусловленному наличием потоков отраженного газа. Такое движение парогазовой смеси свидетельствует о том, что механизм массообмена в сублиматоре определяется разностью энергий движущихся молекул. При этом решающее значение имеет скорость испарения.

С повышением общего давления в объеме аппарата у поверхности сублимиируемого вещества образуется пограничный слой, препятствующий испарению; при этом чем толще пограничный слой, тем больше молекул возвращается обратно на поверхность испарения, тем медленнее происходит сублимация. Чтобы интенсифицировать процесс сублимации при таких условиях, Вкбходимо либо разрушить пограничный слой над сублимируемым веществом, либо максимально уменьшить его толщину.

Разрушение пограничного слоя достигается гидродинамическими методом наложением электрического поля на систему, пропусканием через пограничный слой заряженных частиц с большой энергией, созданием звуковых и ультразвуковых колебаний. Применение электрического поля и особенно заряженных частиц с большой энергией интенсифицирует, кроме того,разрушение кристаллических решеток сублимируемого вещества и способствует большей миграции свободных молекул по поверхности.

 

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