filebar
Методические пособия по сварочным работам

Диффузия водорода и прогрев

Если учесть, что диффузия водорода начинается после того, как образец прогреется, и обозначить через время, необходимое для прогрева образца, то в окончательном виде уравнение диффузии водорода из образца ограниченной длины можно записать так:

nn

Для проверки и подтверждения правомерности полученного уравнения на рис. 33 приведена одна из кривых экстракции водорода из цилиндрического образца алюминия, содержащего 0,69 сж3/100 г водорода (экстракция проводилась при температуре 628—630°С). По этой кривой определены значения Ti - времени выделения водорода из отдельных оболочек, значения коэффициентов диффузии D0 подсчитаны по уравнению

n n

Так как в период прогревания образца диффузия протекает замедленно, то коэффициенты подсчитывают, начиная с третьей или четвертой точек кривой, для которых процесс установился. Во избежание ошибок коэффициенты определяют для нескольких точек τ3, τ4, . . ., T8 и по полученным данным подсчитывают среднюю величину D0 (ср).

n n

По полученному значению D0 (СР) подсчитывают значения T1, t2, т3, t4 и т4. Разница между подсчитанной τ4 и полученной по графику равна т0. В табл. 28 приведены результаты замеров и расчетов для цилиндрического образца алюминия диаметром 1,25 см, длиной 1,8 см при температуре экстракции 628—630° С. В расчетах принято Af = 10, что соответствует диффузии водорода из десяти условно выделенных оболочек. По полученным данным коэффициент диффузии водорода D0 оказался равным 6,1 X 10"8 см^1сек. Для других образцов получены весьма близкие результаты, например 6,37 - IO-8; 6,24-IO"8 см2/сек.

n n

В литературе имеется ряд данных о величине коэффициентов диффузии водорода в алюминии (табл. 29). Приведенные коэффициенты существенно отличаются друг от друга. Коэффициент, полученный нами, численно совпадает с коэффициентами Смителлса и Ранслея при /(=0,68 для температуры 630° С.

n n

Основным выражением температурной зависимости любой химической реакции или физического процесса, в том числе и диффузии, является уравнение

n n

Применительно к процессам диффузии это уравнение записывается следующим образом:

n n

Величины К и Q не зависят от температуры и должны иметь одинаковые значения для одной и той же системы (в нашем случае алюминий—водород). Существенную разницу в значениях коэффициентов и различие в константах KnQ можно объяснить лишь несовершенством методики определения коэффициентов диффузии. Численное совпадение коэффициентов по данным второго и третьего источников (см. табл. 29) при столь большой разнице в константах KnQ можно считать в известной мере случайным.

n n

Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных кривых экстракции в наших опытах при средней величине коэффициента диффузии, близкой по значению к коэффициентам диффузии Смителлса и Ранслея, можно рассматривать как подтверждение правомерности предложенного уравнения для расчета кинетики диффузии водорода из цилиндрического образца и выбора времени и температуры экстракции в зависимости от его геометрических размеров.

Яндекс.Метрика