Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Истечение в молекулярном потоке

    Характеристики потока газа через трубы и мембраны, детально описанные в работе Дэшмана [30], зависят от отношения среднего пути свободного пробега молекулы Л к радиусу отверстия г, через которое проходят молекулы. Если r >1, истечение считается молекулярным, если Х/г <10" , поток становится ламинарным между этими пределами находится область истечения газа, называемая переходной. Для предельных случаев истечение потока описано математически, а для переходной области количественной кинетической теории пока нет. Приближенные расчеты для молекул алканов, например, показали, что в интервале давлений 1—0,01 мм рт.ст. характеристики потока относятся к переходной области, при более низких давлениях полученные параметры характерны для молекулярного потока.  [c.32]


    Истечение в молекулярном потоке [c.42]

    При рассмотрении истечения в молекулярном потоке из камеры с давлением в камеру с давлением рг прежде всего следует учесть, что длина свободного пробега молекул больше размеров камер. Отсюда следует, что никакого градиента давления вблизи отверстия и никаких линий течения образовываться не будет. Молекула газа может попасть в отверстие непосредственно из любой точки объема камеры. Количество протекших через отверстие молекул будет, таким образом, определяться только их тепловым движением и, согласно законам молекулярно-кинетической теории, число молекул, прошедших через единицу сечения в единицу времени, может быть подсчитано по уравнению (41) [c.42]

    Для стационарного натекания исследуемого газа в масс-спектрометр применяются, как известно, натекатели с малым отверстием (капилляры или диафрагмы) между напускным баллоном объема V и масс-спектрометром. Истечение газа через такие отверстия может быть двух видов — молекулярным и вязким. Молекулярный поток наблюдается в том случае, когда длина среднего свободного пробега молекул намного больше размеров капилляра (диафрагмы), вязкий поток —при обратном неравенстве. Хотя вязкое натекание исключает эффект обо- [c.79]

    Согласно общей теории молекулярного потока через капилляр (диафрагму) [48], скорость истечения газа 5 выражается следующим образом  [c.80]

    Пропускная способность справа налево должна равняться пропускной способности слева направо, так как в области молекулярного потока истечение с любой стороны равно пропускной способности, умноженной на давление на этой стороне. Потоки с обеих сторон должны быть независимы, и, следовательно, если бы пропускные способности отличались, то при разности давлений, равной нулю, возникал бы результирующий поток газа, что невозможно. Отсюда следует, что [c.29]

    Вышеперечисленный круг вопросов неоднократно обсуждался и обсуждается в литературе, поэтому здесь ограничимся лишь рядом ссылок на монографии [55] и последние работы [1967—1969 гг.], в которых рассматриваются тонкие эффекты эффузионного эксперимента зависимость молекулярного потока от угла вылета из эффузионной камеры [56—58], угловое распределение из отверстий различного профиля и границы переходной области между молекулярным и вязкостным характером истечения [59—63]. Обсуждаются также вопросы, связанные с преимуществами того или иного типа эффузионного отверстия, влияние материала тигля на функцию распределения, поверхностная диффузия и ее влияние на результаты измерений [64—70]. [c.306]


    При молекулярном анализе газов и паров используют молекулярный режим истечения газа. В этом случае газовый поток и парциальное давление. в ионизационной камере дпя каждого компонента пропорциональны его парциальному давлению в системе напуска. Натекатели для молекулярного потока традиционно выполняют в виде тонкой диафрагмы с одним или несколькими отверстиями диаметром от 10 до 20 мкм. [c.134]

    Свободная турбулентность наблюдается при истечении струй в неподвижную жидкость или в поток жидкости, в спутном течении за движущимся телом (или в следе за неподвижным телом, обтекаемым безграничным потоком), а также при определенных гидродинамических условиях в двухфазных потоках, когда молекулярный перенос мало влияет на процесс обмена. [c.119]

    Это соотношение справедливо лишь для случая молекулярного истечения газа из эффузионного отверстия, т. е. при условии, что молекулы газа в потоке не сталкиваются между собой. Это условие выполнимо только при низких давлениях, не превышающих 10 Па, и истечении пара из эффузионного отверстия в вакуум, глубина которого не менее 10 Па. [c.51]

    Для газовых и некоторых комбинированных горелок характерно перемешивание турбулентных газовых струй с турбулентным потоком воздуха. При этих условиях силы сопротивления определяются не молекулярной вязкостью, а турбулентным переносом. Как известно, процесс перемешивания в области больших чисел Рейнольдса является автомодельным. Так как при сравнительно больших скоростях истечения значения чисел Аг, определяющих неизотермическое истечение, малы, то процесс перемешивания практически зависит только от следующих величин  [c.117]

    Теория обновления поверхности. Описанные выше теории были развиты Данквертсом предложившим теорию обновления поверхности для описания переноса в турбулентном потоке жидкости. Данквертс допускает, что вихри непрерывно переносят элементарные объемы жидкости из ядра потока с постоянной концентрацией с а, к поверхности раздела фаз. Здесь вихри задерживаются весьма короткий промежуток времени, в течение которого распределяемое вещество проникает в жидкость в стационарных условиях вследствие молекулярной диффузии (размеры вихрей таковы, что глубина проникновения каждого вихря очень мала). По истечении короткого времени пребывания (времени экспозиции) данный вихрь уносится в основной объем жидкости (ядро потока) и замещается новым вихрем, омывающим поверхность раздела. При этом [c.193]

    Механизм газопроницаемости зависит от структуры тела (размеров пор) и давления газа. Соответственно различают диффузионный поток, молекулярную эффузию, ламинарный поток по Пуазейлю, истечение из отверстий. [c.89]

    Вакуумная система должна обеспечивать такое разрежение, при котором остаточное давление ниже измеряемого и по крайней мере ниже КГ мм рт.ст [66]. Присутствие остаточных газов может влиять на коэффициент конденсации. Скорость истечения вещества из камеры при высоком остаточном давлении может быть лимитирована скоростью диффузии пара через остаточный газ. Экспериментальные исследования потоков через сопло, короткие трубы и мембраны показали, что максимальная скорость для потоков от сплошного до молекулярного может быть обеспечена при остаточном давлении, приблизительно в 25 раз меньшем, чем давление в камере [28]. [c.70]

    Истечение в промежуточной области между молекулярным и вязкостным потоком рассчитывается в настоящее время только путем интерполяции вышерассмотренных результатов. [c.43]

    При молекулярном истечении исследуемого газа через капилляры всегда происходит разделение компонентов газовой смеси в зависимости от массового числа. Коэффициент разделения а для Кнудсеновского потока будет равен а= М1/М2 М и Мг — молекулярные веса изотопов). По этой причине с течением времени в каждом баллоне объемом V напускной системы оставшаяся часть газового образца обогащается тяжелым изотопом. Если степень разделения значительна за время, необходимое для проведения измерения изотопного состава образца, результаты анализа несколько искажаются. Правда, исключение подобных ошибок при масс-спектрометрическом анализе методом разбаланса несколько упрощается ввиду идентичности условий для разных напускных каналов — разделение происходит, но обогащение одинаково для стандарта и образца. [c.82]

    Для неметаллических материалов, применяемых в качестве противокоррозионных покрытий, перенос среды может осуществляться в виде диффузионного потока, путем молекулярной диффузии, вязкостного течения и истечения из отверстий. [c.38]

    При диффузионном горении смешение газа с воздухом происходит одновременно с процессом горения путем молекулярного взаимопроникновения за счет теплового движения частиц при ламинарном движении газа либо путем турбулентной диффузии, за счет обмена или смешения целых молярных объемов, при турбулентном движении. Скорость диффузионного горения газа зависит от физического процесса диффузии газа и воздуха, характера истечения и взаимной направленности потоков, т. е. от факторов гидродинамического характера. Это позволяет регулировать время сгорания газа путем регулирования скорости смесеобразования. [c.21]


    Отсюда следует, что скорость истечения будет тем больше, чем выше парциальное давление данного компонента и чем ниже его молекулярная масса. Если в качестве газа-носителя используют гелий (М = 4) и из колонки элюируется бензол (М = 78), причем его парциальное давление в элюате в 100 раз меньше, чем парциальное давление гелия, то отношение скоростей их эффузионных потоков будет равно  [c.184]

    В некоторых случаях на диаграмму наносится и линия состава потока. Точка пересечения этой линии с линией состава расплава дает состав азеотропа и показывает, что в условиях молекулярного истечения азео-тропная перегонка осуществляется при давлении, [c.109]

    Успешное применение масс-спектрометра для анализа смесей связано с необходимостью изучения условий натекания, для установления зависимости между составом анализируемого образца и составом паров в ионизационной камере. В масс-спектрометрии имеют место три типа газового потока молекулярный, промежуточный и вязкостный. Детально эти типы были рассмотрены Дэшманом [557]. В молекулярном (или кнудсеновском) потоке давление газа достаточно мало, и столкновения молекул со стенками происходят чаще, чем столкновения молекул друг с другом. В этих условиях скорость перемещения молекул параллельно стенкам трубки одинакова по всему сечению-трубки количество газа, протекающего по трубке, пропорционально разности давлений между ее концами в смеси газов скорость истечения компонента зависит лишь от разности его парциальных давлений и не зависит от количества других присутствующих газов. В вязкостном потоке, появляющемся при более высоких давлениях, возникает градиент скорости по сечению трубки. Количество переносимого газа зависит от квадрата разности давлений и от коэффициента вязкости. Последний изменяется с изменением состава смеси, и скорость натекания одного из компонентов смеси зависит от общего состава. В том случае, когда средняя длина свободного пробега сравнима с размерами трубки, условия натекания становятся промежуточными , а скорость течения газа по трубке выражается более сложной функцией от разности величин давлений [116, 468, 1745]. [c.136]

    Механизм проницаемости зависит от структуры мем- браны (размера пор), природы и давления газа. Различают следующие механизмы проницаемости диффузионную проницаемость (объемный поток, йоверхност-ный поток) и фазовую проницаемость (молекулярный поток, или поток Кнудсена, ламинарный поток, или поток Пуазейля, истечение из отверстий) >-2. [c.6]

    Молекулярный поток (поток Кнудсена) характеризует перенос газа через систему пор, диаметр которых мал по сравнению со средней длиной свободного пробега молекул газа. Ламинарный поток по Пуазейлю имеет место в порах, диаметр которых значительно превышает средний свободный пробег молекул газа. При дальнейшем увеличении пор и переходе к крупнопористым телам газопроницаемость определяется общими законами истечения газов из отверстий. [c.7]

    Ранее рассматривались условия для потоков, существующих в системе введения образца в масс-спектрометр. Указывалось, что при молекулярном потоке скорость диффузии отдельного соединения из резервуара, где давление составляет 0,05—0,1 мм рт. ст., в ионизационную камеру, где давление пренебрежимо мало, зависит только от парциального давления данного компонента и не зависит от остальных присутствующих компонентов. Общая скорость диффузии вещества с молекулярным весом М пропорциональна УИ /2. Высота пика в масс-спектре, соответствующего любому соединению, прямо пропорциональна его парциальному давлению в баллоне системы напуска. Поэтому может быть изучено истечение любого компонента через наттекатель. Высота любого пика, образующегося при мономолекулярной диссоциации исходной молекулы, будет уменьшаться со скоростью, соответствующей массе молекулярного иона, и это обстоятельство может быть использовано для обнаружения того молекулярного иона, из которого образовался данный ион. [c.329]

    При истечении газовой смеси из тангенциальных сопловых вводов в (рис. 63) в камере 1 создается интенсивное вихревое движение. Под действием центробежных си4 компоненты смеси с большими молекулярными массами перемещаются к стенке камеры, обогащая периферийный поток, который движется в осевом направлении в сторону меньшего диаметра камеры. Приосевой nOTOKj обогащаясь компонентами с меньшими молекулярными или атомными массами, движется в противоположном направлении. Таким образом, поток, вводимый в сепаратор газовой смеси, разделяется на два потока, обогащенных тяжелыми и легкими компонентами, первый из которых выводится из сепаратора через отверстие а камеры, а второй — через отверстие б. [c.164]

    Механизм процесса массопередачи, согласно взглядам Данквертца, Р. Трейбал [1491 описывает следующим образом ... вихри непрерывно переносят элементарные объемы жидкости из ядра потока с постоянной концентрацией С А К поверхности раздела фаз, здесь вихри задерживаются весьма короткий промежуток времени, в течение которого распределяемое вещество проникает в жидкость в стандартных условиях молекулярной диффузии. По истечении короткого времени пребывания данный вихрь уносится в основной объем и замещается новым вихрем, смывающим поверхность раздела . [c.14]

    Принцип. Газоднффузионный метод разделения основан на использовании явлений молекулярного истечения (эффузии). В сосуде, содержащем смесь двух газов, молекулы газа с меньшим молекулярным весом перемещаются быстрее и число столкновений их со стенкой сосуда по отношению к их концентрациям будет ббльшим, чем для молекул с более высоким молекулярным весом. Если в стенке сосуда имеются отверстия достаточно большие для того, чтобы пропустить отдельные молекулы, но не допускающие прохождения потока газа в целом то через стенку пройдет несколько больше легких молекул, чем это соответствует их концентрации. Этот поток отдельных молекул через мельчайшие отверстия известен как молекулярное истечение. Возможность разделения газов при течении через пористую среду была экспериментально открыта Грахомом более 100 лет назад. Максвелл показал, что эффект разделения обусловлен тем обстоятельством, что относительная частота, с которой молекулы различных компонентов попадают в малые отверстия, обратно пропорциональна квадратному корню их молекулярных весов. [c.487]

    Неравновесные физико-химические параметры в потоках газа и плазмы исследовались теоретически методами релаксационной газовой динамики и экспериментально в аэродинамических установках низкой плотности с плазменными генераторами, высокотемпературными печами (типа Кинга) и другими источниками. Исследования показали [1—5], что охлаждение плазмы и газа и падение плотности р при сверхзвуковом расширении приводит к кинетической картине течения, для которой характерно образование различных типов неравновесности. В потоках плазмы температура электронов Те отличается от температуры тяжелых частиц Т, концентрации электронов Пе не удовлетворяют уравнению Саха, заселенности связанных электронных состояний атомов и ионов не подчиняются закону распределения Больцмана. Б сверхзвуковых потоках молекулярных газов колебательные температуры выше поступательных и концентрации компонент отличаются от равновесных П1р. Кинетическая картина течения в струях может быть определена на основании расчетов релаксационных параметров Гр., щ. Те, Пе при ПОЛЯХ газодинамических параметров р, Т, V, соответствующих структуре недорасширенных струй для различных условий истечения Рц/Рь = аг (Р —давление на срезе сопла, Рь — давление во внешней среде). В [1—9] исследованы три типа недорасширенных струй истекающие в вакуум, в пространство с пониженным давлением ив спутный сверхзвуковой поток. Качест- [c.192]

    Для режимов истечения, при которых в спектре струи наблюдались интенсивные линии излучения однозарядных ионов, соответствующих переходам пр — пз, в вакуумную камеру вводились молекулярные газы (ЗРе, N3, СС12Г2, СО2), которые вследствие разреженности плазменного потока при ( кр/ кр)К Ра/-Рь > 10 диффундировали во все области струи. При этом происходили изменения в электрофизических параметрах и излучении струй. Визуально наблюдалась резкая граница светящегося плазменного образования с формой, близкой к эллипсоиду и ярко-синей окраской для струй аргона (рис. 8, г) и зеленой — для струй ксенона (рис. 8, 5). [c.207]

    К внутренним силам относятся молекулярные силы и турбулентность потока. В струе вытекающей жидкости возникают турбулентные пульсации, интенсивность которых зависит от ее плотности, вязкости, перепада давления, а также от конструкции распылителя. Увеличение скорости истечения опосогбствует увеличению интенсивности турбулентных пульсаций, что, в свою очередь, улучшает качество распыления. [c.7]

    Здесь Г1 н М — вязкость и молекулярный вес произвольного газа Рг и Р1 —внешнее и внутреннее давление. Характер потока через течь трудно установить. Условно считают, что при истечении из атмосферы в вакуум при В<10" л-мтор/сек режим молекулярный, особенно для легких газов (Не, Нг) при л-мтор/сек — режим [c.129]

    Дальнейшее развитие теория проницания Хигби получила в работе Данквертса, который ставит под сомнение существование ламинарной пленки на границе раздела фаз. По его мнению, турбулентные вихри достигают границы раздела фаз и элементы жидкости находятся в контакте с газовой фазой в течение какого-то времени, по истечении которого заменяются новыми. При этом предполагается чисто молекулярный механизм диффузии и вводится понятие вероятности смены каждого элемента жидкости новьш элементом или спектра времен пребывания жидких элементов на поверхности раздела. Турбулентные вихри жидкости и газа непрерывно подходят к границе раздела фаз, имея при этом концентрации диффундирующего компонента, равные концентрациям его в ядре жидкого потока и пузырька газа. На границе раздела фаз мгновенно устанавливается равновесие, и дальнейшее насыщение свежего элемента жидкости происходит за счет молекулярной диффузии до тех пор, пока новый турбулентный вихрь не передаст этот частично насыщенный элемент в ядро потока. Величина элемента жидкости принимается достаточно большой, так что фронт диффузии не успевает дойти до границы элемента за время контакта. Вероятность смены данного элемента жидкости новым не зависит от возраста элемента, а средняя скорость обновления поверхности жидкости, контактирующей с газовой фазой, зависит от гидродинамических условий и является величиной, постоянной при установившемся режиме. Для характеристики этой скорости вводится понятие фа ктора обновления поверхности 5, равного доле поверхности, которая обновляется в единицу времени. Коэффициент массопередачи определяется как [c.71]

    Данные о константах скорости диссоциации в основном получены в опытах с ударными волнами с использованием оптических (в широком смысле этого слова — от инфракрасной до рентгеновской спектроскопии) методов диагностики диссоциирующего газа. Одним из навболее точных методов регистрации состояния газа в релаксационной зоне ударной волны является лазерный шлв-рен-метод [74]. Аналогично измерениям скорости диссоцващви в ударных волнах скорость рекомбинации измеряется в потоке быстро расширяющегося газа, частично или полностью диссоциированного (например, при истечении газа в вакуум через сверхзвуковое сопло). Скорость рекомбинации определяется также методом импульсного фотолиза исходного молекулярного газа с последующей регистрацией релаксационного процесса. К перспективным методам изучения кинетики диссоциации относятся метод скрещенных молекулярных пучков [1, 103], высокочувствительная лазерная резонансная спектроскопия реагирующих газов [46, 55], а также сочетание различных методов — совместные вз-мерения в падающей и отраженной ударных волнах, оптическая накачка энергии в колебательные степени свободы газа перед фронтом или в релаксационной зоне за фронтом ударной волны, сжатие ударной волной с последующим быстрым расширением в вакуум [11, 12] и др. [c.78]

    Молекулярные пучки большой интенсивности, когда / 10 час-тиц/(см2 с), и с более низкой температурой по сравнению с эффузион-ными источниками можно получать с помощью сверхзвукового истечения из сопла [4]. Образующийся в источнике относительно плотный горячий пар вещества 1 (рис. 2.3) термостатируется в камере торможения 5, где с помощью нагревателя 2 поддерживаются давление и температура Тф и выпускается через сопло 3 с диаметром = 1 мм в вакуум или буферный газ. В результате образуется расширяющийся пучок частиц с малым углом расхождения. Тепловая энергия потока горячего газа или пара в камере торможения трансформируется в кинетическую энергию сверхзвукового потока. Сформировавшийся поток движется в направлении от плоскости среза сопла к подложке 4 и расширяется, что приводит к его охлаждению. В результате охлаждения газ превращается в пересыщенный пар, внутри которого могут зарождаться кластеры, содержащие от 2-10 атомов [4]. [c.36]

Смотреть страницы где упоминается термин Истечение в молекулярном потоке: [c.40]    [c.463]    [c.383]    [c.463]    [c.271]    [c.295]    [c.292]    [c.46]    [c.98]    [c.186]    [c.186]   
Смотреть главы в:

Вакуумные аппараты и приборы химического машиностроения -> Истечение в молекулярном потоке



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Истечение через малое отверстие в молекулярном потоке



© 2025 chem21.info Реклама на сайте