А.Д.Рахманов

Об условиях зарождения газовых пор при дуговой сварке

(Часть II)

      Пузырек газа с радиусом r =  r_кр   называется зародышем. Из уравнения (4) определим радиус зародыша

                           r_кр =                                                                                  (5)

      С точки зрения термодинамики самопроизвольное образование таких зародышей невозможно. Однако в малых объемах системы, которая в целом подчиняется законам термодинамики, наблюдаются случайные, кратковременные отклонения (флуктуации) от средних значений давления, концентрации частиц, объема пустот и др.

      В связи с этим  большинство авторов [2, 4-6] считает, что при определенных условиях может появиться вероятность одновременного обособления молекул газа с образованием в жидком металле устойчивого зародыша с r ≥ r_кр .Термодинамическая вероятность I  определяется по формуле (4).

                                      I = C e                                                                        (6),

где С – постоянная величина, которую в связи с отсутствием сколько-нибудь надежных данных будем считать одинаковой для всех газов; А₃   - работа образования зародыша; k  – постоянная Больцмана; Т – абсолютная температура.

      Принимая вероятностный характер возникновения зародышей и учитывая недостаточную точность формулы (6), используем ее лишь для приближенной оценки влияния различных факторов на возможность возникновения зародышей. Сравнивая термодинамическую вероятность I  для различных значений А₃ из формулы (6) видно, что при  А₁ < А₂  всегда I₁  >  I ₂  наоборот. Поэтому, для того  чтобы судить об изменении вероятности возникновения зародышей, достаточно проследить за изменением соответствующей работы образования зародыша.

      Эта работа может быть определена по формуле

                                    dА₃  = pdV                                                                             (7),

где V – объем пузырька, р – превышение давления газа в пузырьке над давлением его выделения на участке от 0 до r = r_кр (см.рис.1), откуда р = р_г - р_в . Подставляя вместо р_г  его значения из формулы (1), получим

                      р = р_г -  р_в =  - (р_в – р_о ).

    Объем пузырька V = π r³   и  d V = 4π r² d r . Подставляя значения р и dV  в формулу (7) и интегрируя в пределах от 0 до r_кр , получаем

                                 А₃ = 4π  σ_ж.г. – (p_в – p_о )                                           (8).

     Подставляя значение r_кр  из формулы (5), получим

                                  А₃ =                                                                    (9).

     Эта формула показывает, что работа образования зародышей А₃  в гомогенной жидкости определяется значениями (р_в   - р_о ) и  2σ_ж.г. .  Величина работы А_ф, которую с достаточной вероятностью можно получить за счет флуктуации, неизвестна. Можно лишь принять, что работа А_ф  возрастает вместе с ростом (р_в - р_о) и уменьшением σ_ж.г..

( часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 - часть6 - часть7 - часть8 )

Сварочные электроды купить Ø 3. Купить электроды сварочные Ø 4. Купить электроды для нержавейки Ø 5.