Свободная конвекция при вращении жидкости

СВОБОДНАЯ КОНВЕКЦИЯ ПРИ ВРАЩЕНИИ ЖИДКОСТИ [c.456]

Сушествует минимум частоты вращения кристалла, при котором возникает вынужденная конвекция. Переход от свободной конвекции к принудительной вызывает изменение конвекционного потока от стенок тигля к кристаллу на обратный поток подъем расплава с более высокой температурой в центральном столбе жидкости к межфазной границе кристалл — расплав и последующее движение охлажденного расплава к стенкам тигля [42]. Повышение температуры в центральной части фронта кристаллизации ведет к подплавлению конуса кристалла с изменением фронта кристаллизации от выпуклой к плоской или вогнутой в соответствии с изменением положения изотерм. [c.210]

Изучены многие другие аспекты массоотдачи к сферическим частицам. При низких скоростях движения среды очень большим может быть влияние свободной конвекции скорость растворения твердой сферической частицы в почти неподвижной жидкости во много раз отличается от того, что следует из уравнения (6.16) [65, 66, 185]. Воздействие отклонения формы частицы от идеальной сферы (роль сферичности ) исследовано в работах [191, 101 ]. Скорость испарения капель при довольно высоких температурах была предметом обсуждения в нескольких статьях [155, 40, 167, 129]. Опубликованы данные по увеличению коэффициента к при колебании или вращении сферической частицы [159, 160]. Привлекает внимание массоотдача к единичной частице, находящейся в окружении множества частиц, поскольку этот случай важен при эксплуатации насадочных абсорберов и каталитических реакторов [59, 74, 113, 182]. Измерена скорость растворения сферических частиц урана в расплавленном кадмии при 500 — 600 °С [205]. Показано [17, 18, 60], что рост интенсивности турбулентности (см. раздел 4.2) движущейся среды оказывает значительное, если не огромное, влияние на коэффициент к некоторый разброс данных, имеющийся на рис. 6.9, может быть обусловлен различиями в уровнях турбулизации потоков, наблюдавшихся разными исследователями. [c.249]

Свободная конвекция в условиях выращивания монокристаллов иолупроводпиков ио способу Чохральского исслсдована мало. В основном имеются лишь качественные описания движения расплава в этом режиме. При отсутствии вращения кристалла и тигля течение расплава благодаря действию сил гравитации подобно движению жидкости между двумя горизонтальными стенками, имеющими различную температуру. [c.65]

Иллюстрацией к сказанному могут служить данные, приведенные в работе Каррудерса [15], которая, в частности, посвящена исследованию течения жидкости, моделирующей расплав, вызванному свободной конвекцией при отсутствии вращения тигля и кристалла. На рис. 22, а представлена схема такого потока. [c.65]

Режим вынужденной конвекции (динамический режим). Он создается при относительном движении раствора и кристалла. В этом режиме скорость движения раствора в гидродинамическом слое увеличивается от нуля на поверхности кристалла до максимального значения на границе слоя. Скоростью движения раствора управляют, добиваясь значительного ее увеличения по сравнению со скоростью движения в режиме свободной конвекции. Таким путем можно увеличивать скорость роста граней, однако не беспредельно. Уже при скоростях движения 5—20 см/с (в зависимости от конкретного вещества) скорость роста монокристаллов достигает предельного значения, различного для разных температур и пересыщений, т. е. рост кристалла из области смешанной кинетики переходит в кинетически-лимитируе-мую. Следует заметить, что при вращении крупного кристалла в сравнительно небольшом объеме раствора жидкость вовлекается в круговое движение. В этом случае увеличение частоты вращения кристалла начиная с некоторого ее значения уже не приводит к увеличению скорости роста, хотя кинетически-лимитируемая область процесса и не достигнута. Второй причиной прекращения возрастания скорости роста (а затем даже ее снижения) является растущее выделение джоулевой теплоты при трении, сопровождающем вращение. Уменьшение скорости роста при 250—600 об/мин в зависимости от типа вещества наблюдали К- Н. Шабалин и Г. В. Инюшкин [1965]. [c.42]

Метод лазерного электрофоретического светорассеяния был введен в 1971 г. Варом и Фляйгером [82]. Этот метод, в котором объединены измерение скорости на основе эффекта Доплера и электрофорез в свободном растворе, позволяет определить подвижность относительно чистых белков всего за несколько секунд (рис. 3.1). Йертен [83] сконструировал прибор, позволяющий устранить конвекцию зоны белка в свободном растворе путем вращения горизонтальной кварцевой трубки, в которой проводят электрофорез вокруг ее продольной оси (рис. 3.2). Разделяемые зоны наблюдают путем оптического сканирования этой трубки. Кацимпулас [79] при изучении кинетики электрофореза применил градиенты плотности в вертикальных кварцевых колонках с последующим многократным сканированием (рис. 3.3). В сконструированном Хэннигом и др. [84] приборе для аналитического электрофореза в свободном потоке стабилизация достигается при помощи капиллярного зазора между пластинами, которые находятся в высоковольтном электрическом поле, перпендикулярном ламинарному потоку буфера (рис. 3.4). Колин [85] применил остроумный метод стабилизации зон в электрофорезе с бесконечной лентой жидкости под действием электромагнитных сил жидкость вращается в кольцевой ячейке, в то время как заряженные частицы движутся в электрическом поле по спирали (рис. 3.5). [c.115]

Необходимым условием для электрофоретического разделения компонентов на отдельные зоны является предотвращение конвекции. йертен [565, 567] для стабилизации разделенных зон в растворе применил вращение электрофоретической трубки. Его метод получил название зонального электрофореза в свободной среде. В процессе электрофореза горизонтальная трубка с внутренним диаметром 3 мм вращается вокруг своей продольной оси со скоростью 40 об/мин. Такое вращение предотвращает конвекционные возмущения, что можно объяснить следующим образом. Рассмотрим некоторую часть образца, помещенную во вращающуюся трубку в положении I, как показано на рис. 6. Если эта часть, представляющая собой жидкость, имеет более высокую плотность, чем окружающая среда, то она будет перемещаться вниз, а не по направлению к стенке. При вращении трубки образец станет синхронно колебаться относительно ее поперечного сечения, и в результате будет достигнута стабилизация. [c.22]