Нуклеация в окрестности критической линии бинарной системы

• Автор: Тимошина, Людмила Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 143 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПРОЦЕССОВ НУКЛЕАЦИИ В ПЕРЕСЫЩЕННОМ ПАРЕ §1.1. Теория нуклеации (обзор литературы)
1.1.1. Классическая теория зародышеобразования
1.1.2. Модификации классической теории нуклеации
1.1.3. Кинетическая теория бинарной гомогенной нуклеации
1.1.4. Топологический подход в теории нуклеации . 35 §1.2. Экспериментальные методы исследования
гомогенной нуклеации в модельных парогазовых
системах
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ
ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ НУКЛЕАЦИИ ПАРОВ
ИССЛЕДУЕМОГО ВЕЩЕСТВА
§2.1. Конструктивные особенности поточной
диффузионной камеры и методика измерения
скорости нуклеации
§2.2. Физико-математическая модель расчета процесса нуклеации в поле градиентов
температур и концентрации
§2.3. Расчет скорости зародышеобразования в камере . 63 §2.4. Оценки точности результатов экспериментального
исследования

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
КИНЕТИКИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ НУКЛЕАЦИИ §3.1. Теоретическое определение критических параметров
исследуемых бинарных систем
§3.2. Исследование процессов бинарной нуклеации паров глицерина, 1,2-пропандиола и 1,3-пропандиола в
атмосфере диоксида углерода
§3.3. Исследование процессов бинарной нуклеации паров 1,2-пропандиола и 1,3-пропандиола в атмосфере
гексафторида серы
§3.4. Определение характеристик критических зародышей
на основе экспериментальных данных
ГЛАВА IV. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
§4.1. Влияние критической линии и линии плавления
бинарных систем на процесс нуклеации
§4.2. РТХ- диаграмма метастабильных состояний
бинарной системы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Процесс зарождения новой фазы - нуклеация - является предметом многочисленных теоретических и экспериментальных исследований. Именно с нуклеации начинаются многие процессы фазового перехода первого рода. Исключительно важна как фундаментальная сторона вопроса, связанная с кинетикой фазового перехода, так и практическая - необходимость создания инженерных методов расчета процессов образования новой фазы, потребность в которых испытывают многие отрасли науки и техники.
Образование облаков в атмосфере Земли и конденсация паров серной кислоты в процессе ее производства, образование смога над промышленными центрами, кипение, кристаллизация, полимеризация -все эти процессы начинаются с нуклеации.
Видное место в изучении общей проблемы нуклеации занимает ее частный случай - нуклеация (конденсация) пара в объеме. В случае объемной конденсации фазовый переход протекает в таких условиях, которые относительно легко допускают идеализацию процесса. Поэтому наибольшие успехи в теоретических трактовках кинетики фазовых переходов получены, прежде всего, применительно к объемной нуклеации паров.
Классическая теория, созданная трудами Френкеля, Зельдовича, Беккера, Деринга [1-3], без сомнения является значительным шагом в развитии представлений о кинетике образования новой фазы, но существующие успехи и неудачи теории позволяют думать, что в ее аксиоматике содержатся значительные неточности. С точки зрения классической теории нуклеации, газ, в среде которого происходит нуклеация пара, не принимает участия в образовании зародышей новой фазы, а лишь служит средой, призванной для поддержания

1.1.4. Топологический подход в теории нуклеации.
Одна из новых идей для развития представлений об аэрозолеобразовании в пересыщенном паре связана с анализом топологии поверхности скоростей нуклеации пара. Создание поверхностей скоростей нуклеации основано на знании диаграмм фазового состояния исследуемых систем и экспериментальных результатах по нуклеации.
Первое краткое рассмотрение топологии поверхности скоростей нуклеации над РГ-диаграммой с тройной точкой, где Р и Т -соответственно давление и температура, опубликовано в работе [71]. Предварительные результаты с обсуждением топологии поверхности скоростей нуклеации паров для идеальных систем приведены в [72,73], где рассматривается построение поверхности в зависимости от давления или активности для однокомпонентных и бинарных систем при нуклеации над линией равновесия метастабильного пара, жидкости и кристалла.
В работе [74] показана взаимосвязь поверхности скоростей нуклеации пара с диаграммой состояния растворов, обсуждается принцип построения поверхностей скоростей нуклеации для бинарных систем с неограниченной растворимостью компонентов в конденсированной фазе и ограниченной взаимной растворимостью, имеющей диаграмму состояния с перитектической точкой для докритической температуры компонентов системы и температуры выше критической одного из компонентов. Рассмотрение обнаруживает необходимость учета диаграмм состояния нуклеирующих систем при теоретическом описании нуклеации бинарного пара. Построение диаграмм состояния исследуемых веществ дает качественное