Определение молярного объёма газа при изменении температуры

[yatcheh]

31 минуту назад, caster 2005 сказал:

Спасибо Вам за ответ. Меня просто решение испугало (63 л).

Задача еще интереснее. Расплав не в ковше, а в форме. Задача динамическая. Заливаю сплав АК9 (силумин (Al-Si)) Согласно критерию Пиллинга Бедвордса плена Al2O3 обладает защитными свойствами, но в условиях динамики (течения расплава), о них говорить не приходится. Задачу упростила донельзя. Нашла информацию, что аморфный оксид образуется за доли секунды, есть информация о толщине плены (везде разная) Принимаю, что на возникающей свободной поверхности расплава (информация численного моделирования) образуется плена постоянной толщины. Хочу знать сколько кислорода потратилось на окисление расплава. Если сможете еще чем- нибудь помочь, буду признательна. Прочностные свойства плены интересно, но я таких данных нигде не нашла. Как учитывать температуру, кинетику реакции, диффузию, конвекцию, я не представляю. 

 

Как я понимаю, речь идёт всё-таки не о кислороде, а о воздухе. Разливать жидкий алюминий в атмосфере чистого кислорода - это надо гороху наесться. 

Задача разбивается на две - окисление в форме, где скорость окисления будет контролироваться только двумя параметрами - приповерхностной конвекцией и проницаемостью плёнки оксида для кислорода с одной стороны, и для алюминия - с другой. Медь, например, около температуры плавления окисляется именно за счёт диффузии атомов меди к поверхности оксида, инклюзия кислорода в оксид играет минорную роль.

Вторая задача - окисление в турбулированном потоке, где поверхность непрерывно обновляется. Тут уже все сложнее - есть граничные состояния - поток может быть предельно турбулированным, так, что образование плёнки идёт медленнее, чем обновление поверхности, или слабо турбулированным, где плёнка создаёт существенное препятствие (вплоть до ламинарного течения под плёнкой).

Первый вариант требует оценки соотношения скорости окисления чистой поверхности и эффективности конвекции - что именно будет контролировать скорость реакции. Логично предположить, что в таких условиях контроль скорости будет чисто конвекционный, но тут начинается голимая гидродинамика, к которой я испытываю острую идиосинкразию с университетских времён.

Если же рассматривать пограничные эффекты - тут, ИМХО, вообще - лучше застрелиться. 

 

 

Изменено 14 Июня, 2019 в 18:05 пользователем yatcheh

[caster 2005]

11 минуту назад, yatcheh сказал:

Как я понимаю, речь идёт всё-таки не о кислороде, а о воздухе. Разливать жидкий алюминий в атмосфере чистого кислорода - это надо гороху наесться. 

Я не знаю как реакцию воздуха со сплавом рассматривать. Поэтому я говорю, что в воздухе 21% кислорода, несмотря на то. что в сплаве по мимо Al присутствуют и другие легкоокисляемые компоненты (Mg, например), говорю, что окисляется только Al, причем чистый Al. А дальше тишина. Вернее все, на что хватает знаний- это химия 8 класс: 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ , знаем молярные массы, знаем массу образовавшегося оксида  (принятая толщина и площадь свободной поверхности-объем, плотность оксида можно найти в справочниках) значит можно определить сколько кислорода пошло на окисление

 

21 минуту назад, yatcheh сказал:

Вторая задача - окисление в турбулированном потоке, где поверхность непрерывно обновляется.

Поток-турбулентный. Поверхность обновляется. Продукты окисления замешиваются в расплав и портят отливку.

[yatcheh]

4 минуты назад, caster 2005 сказал:

Вернее все, на что хватает знаний- это химия 8 класс: 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ , знаем молярные массы, знаем массу образовавшегося оксида  (принятая толщина и площадь свободной поверхности-объем, плотность оксида можно найти в справочниках) значит можно определить сколько кислорода пошло на окисление

 

Боюсь вас разочаровать, но этого для решения этой инженерной задачи совершенно недостаточно. 

Я полагаю, что решение существует, более того - оно где-то изложено. Скорее всего - не в чисто академическом виде, а скажем - в форме критериальных уравнений на основе интерполяции экспериментальных данных. 

Безумству храбрых поём мы песню, но мне кажется, что это слишком сложная задача. Не для вас, конкретно, а просто - слишком сложная 

 

[caster 2005]

Только что, yatcheh сказал:

 это слишком сложная задача. Не для вас, конкретно, а просто - слишком сложная

Для меня конкретно, ЭТО СВЕРХ СЛОЖНАЯ ЗАДАЧА!!! Но поиск литературы успехов не дал. Чтож, будем искать. Еще раз большое спасибо за помощь и за сочувствие. 

[yatcheh]

22 минуты назад, caster 2005 сказал:

Для меня конкретно, ЭТО СВЕРХ СЛОЖНАЯ ЗАДАЧА!!! Но поиск литературы успехов не дал. Чтож, будем искать. Еще раз большое спасибо за помощь и за сочувствие. 

 

Удачи вам на этом поприще! Таких задач врагу не пожелаешь

[caster 2005]

4 минуты назад, yatcheh сказал:

Удачи вам на этом поприще! Таких задач врагу не пожелаешь

Хм, задачу поставил родной отец

[yatcheh]

2 минуты назад, caster 2005 сказал:

Хм, задачу поставил родной отец

 

Отец знает, что делает! Решение задач, имеющих решение - пустая трата времени! Надо что-то делать с неразрешимыми задачами!