В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Ионные конденсаторы
Получение вакуума - Вакуумные конденсаторы
Оглавление
Ионные конденсаторы
Практическая реализация
Все страницы

 

Анализ результатов по конденсации пара в лед позволил высказать в 1958 г. предположение, что в присутствии ионов в объеме аппарата конденсация протекает более интенсивно. Экспериментальные исследования полностью подтвердили правильность этого предположения. Это значит, что можно принципиально изменить характер конденсации паров в десублимационных конденсаторах, используя процесс объемной конденсации пара на ионизированных частицах.

Конденсация пара из парогазовой смеси характерна тем, что отраженная от охлаждаемой поверхности молекула, хотя и остается нейтральной, приобретает свойства активной по отношению к конденсации молекулы. Эти свойства в некоторой степени аналогичны свойствам ионизированной молекулы. Проведенные эксперименты по конденсации пара в лед в присутствии ионов показали, что интенсивность конденсации пара из паровоздушной смеси при наличии ионов возрастает. Наиболее важно при этом то, что ионы движутся под действием электрического поля к соответствующим электродам.

Если ион вводится в парогазовую среду, состоящую из полярных и неполярных молекул, то в молекулах с постоянным электрическим моментом происходит переориентация зарядов, а неполярные молекулы приобретают индуцированный дипольный момент. Молекулы с постоянным и индуцированным моментом взаимодействуют с ионом, причем связи наиболее прочны между ионами и полярными молекулами. В результате этого образуются комплексные частицы, состоящие из полярных молекул. В первом приближении процесс образования комплексной молекулы в парогазовой смеси можно описать уравнением

 


 

где mкп -— масса комплексной частицы, включающей полярные и неполярные молекулы; mi — масса иона; R2 — коэффициент, зависящий от дипольного момента полярной молекулы; а i— заряд иона; mд — масса полярной молекулы; Eд — энергия полярной молекулы.

Если между комплексной молекулой и молекулами поверхности конденсации существует определенная энергетическая разница, т. е.

 

 

где Екп — энергия комплексной молекулы; En —энергия молекул поверхности льда, то на охлаждаемой поверхности произойдет «разрядка» комплексной молекулы; молекулы пара останутся на охлаждаемой поверхности. Что касается схватывания молекул H2O с поверхностью льда, то оно определяется скоростью отвода тепловой энергии, которая выделяется при фазовом превращении.

Освободившийся ион рекомбинируется на поверхности льда, образуя нейтральную молекулу, которая либо остается под слоем льда, либо удаляется из конденсатора откачивающими насосами. Если комплексная молекула содержит ассоциированную группу из молекул пара и удовлетворяется I условие (91), может произойти непосредственное схватывание ассоциированной группы с поверхностью льда. Учитывая уравнение (91), этот процесс можно представить для условий высокого вакуума в виде

 

 

где G1 — количество сконденсированного вещества.

Если ассоциация на ионах происходит в объеме конденсатора, то количество сконденсированного вещества на охлаждаемой поверхности увеличивается при наложении на систему внешнего электрического поля, повышающего скорость движения комплексных частиц.

Если H — напряженность внешнего электрического поля, можно записать

 

 

Процесс оседания отдельных молекул пара можно представить выражением

 

где Ед — энергия полярной молекулы.

Общее количество конденсата на поверхности F

 

 

Используя выражение для комплексной молекулы, получим

 

 

где коэффициент пропорциональности H3< можно определить экспериментально.

При конденсации в условиях среднего и низкого вакуума необходимо введением функции затвердевания f дополнительно учесть спонтанное испарение.

 



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 158 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru