Энергетический баланс разрушения

Энергетический баланс разрушения [c.44]

Принципиальный подход к решению этой проблемы ясен — необходимо рассмотреть баланс между числом частиц, покидающих некоторый энергетический уровень (разрушение уровня), и числом частиц, заполняющим его (заселение уровня), и затем обобщить это рассмотрение на все уровни. Понятно, что в общем случае это весьма сложная задача, и поэтому рассмотрим сначала более простой модельный пример обмена энергиями между частицами [c.94]

Диссипацией называется процесс рассеяния энергии. Он входит в цепь регуляции энергетического баланса различных систем и представляет собой звено, ответственное за снижение общей энергии. В критических ситуациях процессы диссипации играют роль "выпускного клапана" и предохраняют систему от разрушения. Большинство природных систем по своей природе являются диссипативными. Классический пример диссипации - переход кинетической энергии движущегося объекта в тепловую под воздействием сил трения. В более сложных объектах реализуются более сложные механизмы диссипации. [c.4]

При составлении энергетического баланса растворения ионного кристалла рассматривают две стадии, одна из которых — разрушение ионной решетки до отдельных ионов эта стадия сопровождается поглощением энергии, которая равна но абсолютной величине и противоположна по знаку энергии построения кристалла из отдельных ионов, т. е. энергии решетки. [c.110]

Тротиловый эквивалент (эквивалент ТНТ) определяют по условиям адекватности характера и степени разрушений при взрывах ВВ, используя уравнение энергетического баланса ударных волн, генерируемых взрывами исследуемой среды и тротила [9]. [c.9]

Теперь можно сформулировать общий подход к проблеме количественного описания разрушения, исходя из энергетического баланса роста трещины или другого дефекта. [c.44]

Наконец, в эксплуатационных условиях под действием локальных высоких напряженностей поля в масле возникают частичные разряды (ЧР). Последние сообщают свою энергию жидкости в момент образования канала разряда. Рассмотрение энергетического баланса в канале ЧР [5.12] показывает, что на разрушение связей молекул жидкости тратится небольшая часть общей энергии ЧР. В таких условиях происходит образование различных газов [5.13]. Сопоставление этих результатов с нашими данными по составу газа, образующегося при воздействии на масло ионизированной среды, а также излучений высоких энергий [5.14], указывает на подобие механизмов процессов ионизационного и радиационного разложений. (Проникающее излучение отличается более высоким энергетическим уровнем по сравнению с воздействием электрического поля.) Основными в том и другом случаях являются реакции, связанные с образованием водорода при разрыве С—Н-связей. Характерно, что в обоих случаях скорости газовыделения из углеводородов и их смесей подчиняются одним и тем же кинетическим зависимостям, а конечные изменения жидкостей характеризуются одними и теми же тенденциями. Однако энергия активации для радио-литических реакций в несколько раз меньше, чем энергия активации для сходных реакций в электрическом поле. [c.122]

Основоположник теории распространения хрупких трещин — А. Гриффитс, исходя из энергетического баланса превращения упругой энергии тела в поверхностную энергию трещины, установил зависимость критических напряжений, вызывающих разрушение от длины трещины (см. табл. 14). [c.77]

Характерным у ориентированных полиэтилена высокой плотности и полипропилена оказывается и энергетический баланс деформационного цикла при увеличении деформации внутренняя энергия резко повышается. Наиболее вероятными причинами этого являются, по-видимому, упругое последействие и тиксотропное разрушение структуры. Определенная доля затраченной на деформацию энергии оказывается запасенной в медленных релаксационных процессах, как обычных, столь характерных для полимеров, так и в процессах разрушения и восстановления структур. [c.183]

Чисто упругое разрушение твердых тел является скорее исключением, чем правилом [97, 98]. Обычно же в твердых телах образование новой поверхности (трещин) сопровождается локальными пластическими деформациями [96—98]. Это, естественно, является дополнительным механизмом диссипации механической энергии. Все это свидетельствует о том, что изучение структуры энергетического баланса подвергаемых разрушению твердых тел может дать определенную информацию о соотношении отдельных диссипативных механизмов. Хотя изучение разрушения твердых полимеров с позиций решающей роли гистерезисных потерь при усталостных деформациях с использованием простейшего приема — регистрации температурных изменений образцов термопарами — проводится сравнительно давно [101, 102], первая попытка прецизионного калориметрического определения энергетического баланса при разрушении полимеров была предпринята лишь в последнее время [48, 103]. Она имела своей целью прежде всего выявить роль необратимых разрывов макромолекул в энергетике разрушения. [c.207]

Самые сложные условия развития ветровых волн существуют на мелководных морях, где некоторая доля энергии волн непрерывно расходуется на частичное разрушение вершин волн, деформирующихся под воздействием мелководья. Учет этой составляющей энергетического баланса волн стал возможен только после построения теории искажения профиля волн на мелководье, изложенной в И. [c.308]

Реальные твердые тела неоднородны. Даже в однофазных материалах содержатся дефекты, пустоты, включения, трещины и другие неоднородности, которые могут искажать однородное поле напряжений. В механике сплошных сред анализируются (особенности) поля деформаций — напряжений вблизи дефектов или трещин и путем составления баланса энергий выводятся их критерии стабильности. Это подход механики разрушения. Гриффитс [35] был первым, кто связал энергетические изменения с расширением трещины (длиной 2а). Он приравнял энергию образования новой поверхности ус с1А, необходимую для увеличения площади трещины на бесконечно малую величину [c.71]

А. Г. Войтехов исследовал энергетический и тепловой баланс электролизеров БГК-17, работающих при различной плотности тока. Во время работы электролизера происходит разрушение графитовых анодов и связанное с этим изменение расстояний между работающими поверхностями электродов. Возрастают потери напряжения на преодоление сопротивления графитовых [c.206]

Ядерные реакторы, потребляющие Я. г., могут иметь два назначения, часто совмещенных произ-во энергии (энергетические реакторы) и произ-во вторичного Я. г. (плутониевые и ториевые реакторы). В реакторах первого типа используется горючее сравнительно высокой концентрации — плутоний, уран 10—90%-ного обогащения по и з5. В реакторах второго типа используются природный уран, содержащий 99,3% и зз, или торий ТЬ зз (. добавкой и зб цди и зз. Задачей энергетич. реакторостроения является достижение как можно большей степени использования Я. г. Этому препятствуют, однако, следующие основные причины 1) Уменьшение концентрации горючего, приводящее к уменьшению избытка массы горючего сверх критической и прекращению ценной реакции. 2) Накопление продуктов деления горючего, поглощающих нейтроны и тем самым ухудшающих нейтронный баланс системы, что также ведет к прекращению цепной реакции. 3) Изменения инженерно-физич. свойств горючего вследствие нагрева и интенсивного облучения нейтронами, гамма- и бета-частицами, проявляющиеся, напр., в разрушении ТВЭЛ реакторов, заполненных Я. г. [c.539]

Во время работы электролизеров происходит разрушение графитовых анодов и изменяется расстояние между работающими поверхностями электродов. Возрастает потеря напряжения на преодоление сопротивления графитовых анодов, электролита и диафрагмы. Увеличение сопротивления диафрагмы связано с ее старением и забивкой пор. Все эти процессы приводят к росту напряжения и повышению количества тепла, выделяющегося в электролизере, поэтому энергетический и тепловой балансы электролизера непрерывно изменяются во время работы анодов [17]. [c.192]

Сложнее оценить вклад пластической деформации в величину ДУ. Если полагать, что механизм логло-щения знергии при пластической деформации в области разрушения такой же, как И при ориентационной вытяжке капрона, то Д 7 0,21 плас, что шримерно соответствует соотношению между Аи И А Ш для процесса разрушения. В таком случае пластическая деформация в предразрывных областях должна, по-видимо-му, приводить к определенным структурным изменениям. Такие изменения действительно имеют место, и это проявляется в том, что при вторичном нагружении до той же деформации (а не напряжения) зависимость а—8 пересекает первичную кривую а—е в области начала появления пластических деформаций в первом цикле. Этот экспериментальный факт можно понять, лишь предположив, что пластическая деформация приводит к определенному упрочнению [104]. Таким образом, вопрос о вкладе пластической деформации в величину Аи при разрушении остается открытым. Очевидно, что при определенных условиях пластическая деформация может начать играть определяющую роль в энергетическом балансе разрушения. Энергетические эффекты, [c.210]

Одновременно с растворением ПАВ происходит объединение углеводородных частей молекулы ПАВ в водной среде — так называемое гидрофобное взаимодействие. Причиной гидрофобного взаимодействия является ослабление структуры воды при переходе углеводородных цепочек из водных растворов ПАВ в ядро мицеллы, где между ними возникают ван-дер-ваальсовы связи. Разрушение структуры воды, а также увеличение конформационной энтропии углеводородных цепочек в ядре мицеллы по сравнению с их энтропией в водной фазе приводят к повышению энтропии системы. В работах Немети и Шерага, а также в исследованиях П. А. Ребиндера и 3. Н. Маркиной показано, что процесс образования мицелл является типичным случаем гидрофобного взаимодействия. Это означает, что в энергетическом балансе мицеллообразования появляется новая со-- ставляющая — увеличение энтропии системы, что и определяет во многих случаях энтропийный характер мицеллообразования. Конечно, не следует забывать, что при образовании миЦелл идет и противоположный процесс — падение энтро- пии. В результате в качестве компромисса возникают малые мицеллы, так как при образовании крупных мипелл происходила бы значительная убыль энтропии. [c.406]

В простейшей форме теория Гриффита пренебрегает каким-либо вкладом в энергетический баланс за счет кинетической энергии, связанной с движением трещины. Поэтому многие исследователи считали, что изучение хрупкого разрушения стеклообразных полимеров должно оказаться наиболее успешным, если принять меры для обеспечения столь малой скорости роста трещины, чтобы рассеивалось минимальное количество энергии. С учетом этого Бенбоу и Рэслер [8] предложили методику разрушения, согласно которой плоские полоски полимера раскалывались по длине при постепенном распространении трещины вплоть до середины образца. [c.319]

В связи с этим необходимо подчеркнуть два положения большую роль энергетического эффекта разрушения первичной структуры воды в термодинамическом балансе растворения и несомненную прочность сольватных комплексов даже в случае сравнительно слабогидратированных ионов. Последний факт подтверждается также новейшими измерениями Галинкера [c.99]

Раздел физической химии, рассматривающий субмикроскопические и микроскопические процессы, которые протекают при механическом воздействии на структуру ограничивающей поверхности твердых тел, называется трибомеханика. Зависимости между механическими взаимодействиями и физическими явлениями на границе раздела твердых фаз друг с другом или с окружающей их средой, охватываемые трибофизикой, весьма разнообразны, а энергетические зависимости (энергетические балансы) выяснены еще не полностью. Взаимодействия эти заключаются, в частности, в значительном механическом разрушении кристаллической структуры трущихся или соударяющихся тел вплоть до возникновения аморфного состояния, в пластической деформации, в кристаллографическом превращении (см. 9.13), в локальном плавлении и растворении отдельных частиц, в электронной эмиссии и в переносе зарядов. Все эти изменения мо- [c.435]

В этом отношении особую ценность представляют идеи и. экспериментальные исследования акад. П. А. Ребиндера, показавшего, что процесс упругой деформации тела характеризуется наведением в толще указанного тела новой поверхности (трещины), развивающейся из макродефектов. Эти трещины обладают способностью самозаживления при съе.ме деформирующего усилия [35, 38, 46]. При некоторой предельной объемной концентрации трещин в теле образуется минимум одна тре-шина с размером, большим критического, что ведет к разрушению тела. Это состояние отвечает предельной энергии упругих деформаций. Тело при разрушении распадается на части, которые после снятия нагрузки подвергаются релаксации,— наведенные в толще кусков трещины смыкаются, а энергия аннигилированной поверхности переходит в тепло. Часть новой поверхности, образующаяся на поверхностях раздела между кусками, не может аннигилировать и остается необраще Ной. Следовательно, между процессами упругой деформации и разрушения с точки зрения образования поверхности разницы не существует. Это позволяет рассматривать процесс разруше 1ия как следствие перенапряжения тела, а величину вновь образовавшейся поверхности считать пропорциональной величине энергии перенапряжения в отличие от энергии упругих деформаций А . Тогда энергетический баланс процесса разрушения записывается в виде закона Ребиндера [c.17]

Механизм разрушения по Гриффитсу относится [143] к атер-мическому процессу разрушения, когда тепловым движением частиц тела можно пренебречь. Условие энергетического баланса ( 1, гл. 1) справедливо для равновесного состояния, когда скорость роста трещины равна нулю. [c.188]

В связи с тем что разрушение конструкционных материалов сопровождается пластической деформацией, в последующих модификациях теории А. Гриффитса была сохранена концепция энергетического баланса, но дополнительно были введены факторы, учитывающие пластическую деформацию в вершине трещины, энергию локальной концентрации напряжений, дислокационные механизмы возникновения и развития трещины. В работах Е. Орована и Г. Ирвина развита концепция квазихрупкого [c.77]

Трансформация перлита в цеолит по характеру генезиса представляет собой случай замещения первичного минерала новым видом минерала. Минералогически перлит является кислым стеклом, переход которого в цеолиты облегчается близостью характера структурных связей воды и кремнекислоты для этих типов минералов, равно как и метастабильностью стекла. Однако вследствие вязкости кислого стекла процессы диффузии в нем затруднены [3, с. 172], что сказывается на энергетическом балансе реакции. Энергия активации процесса диффузии кремния и алюминия в кислородных радикалах =60—70 ккал/моль, разрушению алюмокремнекислородных радикалов соответствует = 100— 200 ккал/моль [4, с. 150]. Очевидно, рекристаллизация перлита связана с необходимостью преодоления энергетического барьера, лежащего в интервале > 60—70 и <100—200 ккал/моль. [c.44]

Если это так, то для определения чистых затрат энергии неправильно было бы вычитать всю энергию производимого шума и тепла из полной энергии, потребляемой процессам разрушения. Бик (1964) считал, что доля энергии, используемой в теоретическом сокращении крупности, равна 0,6% Остин (1964) — меньше 3%. Общепринятым является положение, что энергия, расходуемая н епосредственно на процесс разрушения, весьма мала по сравнению с потребляемой энергией. Из-за недостаточных знаний о внут- рением энергетическом балансе барабанной мельницы невозможно с какой-либо точностью определить долю чистой энергии раз/рушения частиц. [c.22]

К наиболее мощным энергетическим процессам, развивающимся в недрах Земли, можно отнести три процесс гравитационной дифференциации земного вещества по плотности, приводящий к расслоению Земли на плотное ядро и остаточную силикатную мантию процесс распада радиоактивных элементов и процесс приливного взаимодействия с Луной. Все остальные источники энергии либо несоизмеримо меньше перечисленных, либо полностью обратимы благодаря конвективному массооб-мену в мантии, поэтому их влиянием на эндогенный энергетический баланс Земли можно пренебречь. Значительно больший тепловой поток солнечного излучения после целого ряда преобразований в атмосфере, гидросфере, биосфере и приповерхностных слоях коры почти полностью отражается Землей, и поэтому он активно влияет лишь на протекание экзогенных процессов - выветривание пород, поверхностный перенос продуктов их разрушения, осадконакопление и т.д. [c.250]

Состав топлива прежде всего необходим для сведения материальных балансов процесса горения. Состав топлива определяет также его тепловую ценность. Тепловую ценность топлива принято характеризовать его теплотворной способностью Q, представляющей собой количество тепла, выделяющегося при полном сгорании массовой (для горючих газов иногда объемной) единицы топлива, т. е. Q измеряется в ккал1кг дж1кг) иликкал/м (дж м ). Теплотворную способность твердых и жидких топлив нельзя представить как сумму теплоты сгорания элементов, входящих в состав топлива эти элементы находятся в топливе в определенной связи, причем происходящее в процессе горения разрушение связей между элементами приводит к дополнительным энергетическим эффектам. Поэтому при проведении точных расчетов всегда следует пользоваться значениями теплотворной способности, полученными в лабораторных условиях при непосредственном сжигании фиксированной навески топлива в специальной калориметрической установке. Кроме того, существуют эмпирические формулы, позволяющие с достаточно удовлетворительным приближением определить теплотворную способность по элементарному составу топлива. [c.11]

Для сложных реакций характерным является ход реакции через промежуточные простые этапы (цепной механизм), который в дальнейшем будет рассмотрен более подробно. Стехиометрическое соотношение для сложной реакции, например для тримолекулярной реакции 2На + О2 = 2Н2О, отражает только материальный баланс совокупности простых промежуточных реакций. Протекание простых реакций, например со столкновением двух молекул, реально. Однако вероятность тройного столкновения молекул невелика. Кроме того, сложные прямые реакции, как правило, требуют больших энергетических затрат на разрушение исходных молекул — энергии активации для них велики. Поэтому реакция протекает через промежуточные этапы, в которых часто принимают участие активные центры — отдельные атомы, радикалы, возбужденные молекулы. Для реакций с активными центрами значения энергии активации меньше. Для простых реакций, слагающих сложную, применимы приведенные зависимости для скорости реакции. Однако и для многих сложных реакций формально можно записать, что скорость реакции пропорциональна произведению концентраций в некоторых степенях, необязательно совпадающих со стехиометрическими коэффициентами. (Совпадение было бы, если бы протекание реакции строго соответствовало стехиометрическому уравнению и удовлетворяло теории соударений). Коэффициенты и степени подбираются так, чтобы удовлетворить опытным данным (если это возможно). Сумма показателей степени при концентрациях носит название порядка реакции. Константа скорости реакции для такого уравнения, которую можно назвать кажущейся или видимой, обычно все же с той или иной степенью точности удовлетворяет закону Аррениуса. [c.99]

Применение практически неразрушающихся платино-титано-вых электродов позволит сохранять в течение всего тура работы электролизера постоянное межэлектродное расстояние и соответственно цоддерживать стабильный энергетический и тепловой баланс аппарата. Благодаря отсутствию продуктов разрушения графита (СОг, графитовый шлам) повысится также качество получаемой щелочи и увеличится срок службы диафрагмы. В связи с новыми техническими перспективами, возникающими при применении платино-титановых электродов в хлорной промышленности, в ряде стран ведутся исследования в этой области. [c.26]

Приведенная энергетическая оценка для процесса сублимации показывает, как составляется баланс энергии макропро-цесса, набирающейся из энергии разрыва одиночных межатомных связей. При этом мы не хотели бы создавать впечатления о сводимости процесса разрушения металлов именно к испарению атомов на том основании, что энергии этих процессов оказались близкими друг другу. Разумеется, и такой процесс возможен настоящее испарение атомов из устья трещин, рост трещин за счет этого и разрушение металла. Но, естественно, могут быть иные процессы, энергия которых совпадает с сублимационной в силу того, что их элементарные акты состоят из разрыва близкого числа межатомных связей. Обратимся к одному из таких процессов, который представляется нам достаточно правдоподобным. [c.123]

Левая часть формулы (42) представляет собой характеристику материала, аналогичную определяемой по формуле (7). Следует заметить, что динамическая энергия К , необходимая для возникновения в теле единицы площади новой поверхности, здесь понимается как средняя величина удельной энергии по пути развития трещины. Фактически мгновенная удельная энергия изменяется в широких пределах (рис. 29). Значение ее зависит от того, какой этап развития трещины исследуется. Количество энергии, необходимой /на единицу поверхности излома, минимально на втором этапе развития трещины, когда поверхность излома гладкая, а форма — прямолинейная. На третьем этапе развития при достаточно высоком уровне напряжения возникают микро- и макроразветвления трещины. Скорость распространения колеблется в широких пределах, и поверхность излома становится расчлененной. Рассматривая баланс энергии, выше определили максимальное значение удельной энергии на единицу поверхности излома при динамическом процессе развития трещины, а также повышенное напряжение у края трещины. Таким образом, параметр, выраженный формулой (42), имеет характер динамический, а не статический. ОЗе величины, вычисленные по формулам (7) и (42), приблизительно одного порядка, хотя последняя несколько меньше, так как после начального этапа развития трещина встречается с более н 13ким энергетическим барьером, чем возникающая из первоначального дефекта. Это означает, например, что на диаграмме зависимости сопротивления деталей хрупкому разрушению от температуры или скорости нагружения можно различать две предельные кривые, из которых одна относится к усло- [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология