МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. І.І.МЕЧНИКОВА
Кафедра теплофізики
Вплив випаровування оксидної плівки і теплообміну випромінюванням на високотемпературний тепломасообмін і кінетику окислення вольфрамового провідника
Допускається до захисту
Зав. кафедрою теплофізики
професор Калінчак В.В.
"_____" _______________2003 р.
Курсова робота
студента 4 курсу
фізичного факультету
Спиридонова Олексія Володимировича
Наукові керівники
доцент Орловська С.Г.
м.н.с. Гризунова Т.В.
В
ОДЕСА - 2003
ЗМІСТ
Введення
1.Особенності процесів високотемпературного окислення
металів
1.1.Общие закономірності окислення металів
1.2.Високотемпературное окислення вольфраму. Властивості оксидів
вольфраму
1.3.Вліяніе фазових переходів на закономірності окислення
1.4.Вліяніе захисних покриттів на кінетику окислення вольфраму
2.Изучение нестаціонарного тепломасообміну і кінетики окислення
вольфрамового провідника
2.1.Електротермографіческій метод дослідження. Результати
експериментальних досліджень
2.1.1.Определеніе температурного поля по довжині провідника ......
2.1.2.Аналіз впливу геометричних розмірів провідника і сили
струму на високотемпературне окислення вольфрамового провідника. Визначення щільності теплового потоку крізь кінці провідника
2.2.Фізіко-математичне моделювання процесів високотемпературного окислення вольфрамової зволікання з урахуванням випаровування оксидної плівки
3.Устойчівие і критичні режими тепломасообміну і високотемпературного окислення вольфрамового провідника
Висновки
Література
ВСТУП
Розвиток нових галузей сучасної техніки викликає необхідність дослідити матеріали, здатні працювати при високих температурах і великих механічних навантаженнях .. До таких конструкційних матеріалів відноситься вольфрам. При температурах вище 2000 В° С вольфрам є практично єдиним металом, зберігає досить високу механічну міцність, 80-90% цього металу витрачається на легування стали, нікелевих мідних сплавів.
Головна перевага вольфраму перед іншими легуючими
металами полягає в тому, що він значно підвищує температуру
гарту, що в свою чергу призводить до збереження твердості при більш
високих температурах - аж до 700 - 800 В° С (замість 200 - 250 В° С). Ще
більшою твердістю при підвищених температурах володіють стелліти
(Сплав вольфраму з кобальтом і хромом без заліза). З сплавів з
вольфрамом, кобальтом і хромом виготовляються хірургічні
інструменти. Невелика добавка вольфраму (1 - 3%) у ніхромові і
хромалюмінівие сплави надає їм жароміцність. З подібних сплавів
виготовляють турбіни для авіаційних двигунів. Сплави вольфраму
застосовуються в реактивній та ядерної техніці. У радіотерапії дуже цінний сплав вольфраму з міддю і нікелем (85% W +10% Ni +5% Сі), який добре захищає від радіоактивних випромінювань. З цього сплаву виготовляють контейнери для зберігання радію та інших радіоактивних препаратів. В електричних лампах вольфрамова нитка розжарення дозволяє довести розжарення до 2200 В° С.
Однак, не дивлячись на високу температуру плавлення і унікальну жароміцність, вольфрам все ще має обмеження в якості жароміцного металла.Одной з причин є його низька стійкість проти окислення. Дослідженню окислення вольфраму присвячена велика кількість робот [1-4,15]. Проте, єдиного думки про кінетику та механізм високотемпературного окислення вольфраму немає.
У спеціальній літературі мало вивчене питання про вплив фазових переходів (сублімації, випаровування окислів) на характеристики високотемпературних станів і критичні режими запалювання і потухання вольфрама.Практіческі відсутня інформація про роль теплообміну випромінюванням при здійсненні високотемпературних станів металевих провідників.
У зв'язку з вище сказаним визначено актуальність і мета даної роботи.
Метою цієї роботи є вивчення впливу фазових переходів (випаровування оксидної плівки) і теплообміну випромінюванням на стійкі і критичні режими окислення вольфрамових провідників при різних потужностях нагріву електричним струмом. p> 1. ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСІВ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕННЯ МЕТАЛІВ.
1.1. Загальні закономірності окислення металів.
Освіта конденсованих продуктів при окисленні металу призводять до того, що процес взаємодії металу з окислювачем виводиться з кінетичної області та протягом процесу починає визначатися дифузійним опором утворився оксиду.
Опір оксидної плівки різних металів найбільш виразно вир...
