Есеп шығару мысалдары

Мысал №1

100мкм көлемді болатын Al₂O₃ қосындысы болатта қанша уақытта кішірейе алады, егер, 2 рет қож қабаты астында ұстап тұрсақ. Құйма тығыздығы р = 7,0г / см³, қосынды тығыздығы 3,5г / см³. Құйма динамикасының қоймалжындығы η = 5,5мПа · с, шөміш диаметрі 1м, металл тереңдігі - 1м. Конвективті ағындардың болуын ескеру керек.

Шешімі:

Қосындылардың қалқу жылдамдығын Стокс формуласы бойынша анқтаймыз:

U_қ = 2qr²(ρ_ме - ρ_қ) / 9η_ме = 2 · 9,8(10^-4)² · (7000 - 3500) / 9 · 5 · 10^-3 = 1,4 · 10^-2м / с.

Тұндыру уақытын 11.8 формула бойынша табамыз. Өйткені қосындылар мөлшері 2 есе төмендейді, сонда, С / С_ο = 0,5.

lnС / С_ο = ln0,5 = 3 · 10^-4 · 1,4 · 10^-2 / 0,5 · 1 · τ,

τ = 0,69 · 0,5 / 3 · 1,4 · 10^-6 = 82 · 10³с = 22,9сағат.

Мысал 2

σ_қ ылғандандыру қосындыларындағы қож ондағы TiO₂(O_қ-қ = O) типтік тотығы өз бетінен сұйық темірден қожға өтсе, қандай аудандық созылуларға ие болуы керек?

Шешімі:

Металдың қожға өздігінен өтуіндегі жүйенің шекті бос энергиясының өзгеруі (G / S_қ) нөлден кіші болмауы қажет. 11.2 - ші теңдеуге сәйкес ол келесідей қатынаспен орындалады:

σ_ме · cosθ_ме-қ < σ_қ · cosθ_қ-қ,

σ_қ > σ_ме · cosθ_ме-қ / cosθ_қ-қ = 1850 · cos84^ο / cosО = 185мДж / м².

Өзіндік жұмысқа арналған тапсырмалар

1. Жүйенің бос энергиясы 1 моль қосындысының (∆G) r_қ = 1мкм өлшемінде Al₂O₃ темірдің құрамынан 55% СаО, 45% Al₂O₃ құрамды қожға өтуі кезінде қалай өзгереді. Қосындылар тығыздығы р_қ = 3,50г / см³. Жүйедегі фаза аралық қасиеттері бойынша мәлімметтер 11.1 - ші кестеден алынуы керек. Жауабы: ∆G = - 307,9Дж.

2. 100кг балқытылған темірдің (∆G) еркін бос энергиясы қалай өзгереді, егер, SiО₂ 0,05% қосындысы 55% СаО және 45% Al₂O₃ құрамда қожға ауысуы жүрсе. Қосындының шекті ауданы 1000м² / кг. Жүйенің фазааралық қасиеттері бойынша мәліметтер 11.1 - ші кестеден алынады. Жауабы: ∆G = - 56,636Дж.

3. Көлемі r_қ - 100мкм 0,1 ден 0,005% - ға дейін мөлшері бар қосындылардың құрамын азайту үшін металды шөміште қождамамен 1м / с араластыру жылдамдығымен қанша уақыт тазарту керек. Пештің сыйымдылығы 1т, балқыма тығыздығы 2,30г / см³, шөміш диаметрі 1м. W = 1 деп қабылдаймыз. Жауабы: Тазарту уақыты τ = 10,7минут.

Мәнжазба тақырыптары:

1. Үрдістің термодинамикасы

2. Үрдістің кинетикасы

3. Металды тазарту

Блиц - тест:

1. Қождама - қосынды және металл - қосынды шекарасындағы фазааралық энергия қалай анықталады?

a) σ_қ-қ - σ_ме-қ

b) cosθ_ме-қ / cosθ_қ-қ

c) U_қ

d) exp(W3r_қ / R²_с · Н_қ)

e) dc / dτ · V_ш

2. Қосындының металдан қожға ауысуы кезінде келесі жағдай жасалуы қажет……….

a) ∆δ > 1

b) ∆δ = 0

c) ∆δ >> 0

d) ∆δ < 0

e) ∆δ > 0

3. Шөміш (тигель) радиусы қалай белгіленеді?

a) U_қ

b) cosθ_ме-қ / cosθ_қ-қ

c) dc / dτ · V_ш

d) R_ш

e) R

4. Қосындылардың қалқу жылдамдығы Стокс формуласы бойынша анықталады, белгілену символы?

a) U_қ

b) R_ш

c) U_қ

d) cosθ_ме-қ / cosθ_қ-қ

e) [Mn]_қ = [Mn]_ш · 0,75 + [Mn]_л

5. Қалқу қождамасының тамшысы радиусының белгіленуі:

a) R_ш

b) R_қ

c) U_қ

d) cosθ_ме-қ / cosθ_қ-қ

e) dc / dτ · V_ш

Практикалық жұмыс №12