b> e для відповідного значення I. Таким чином, спостерігається Гістерезисні поведінка температури зволікання в залежно від сили струму, що нагріває її. Область гістерезису обмежується критичними значеннями I i і I e . Ці стани нестійкі і визначають переходи з низькотемпературного стану в високотемпературне і навпаки. При значеннях сили струму I e запалювання зволікання неможливо ні при яких значеннях її початкової температури.
Облік випаровування оксиду призводить до збільшення критичного значення сили струму, що характеризує потухання провідника, та зменшення температури в стійкому високотемпературному стані (рис.3.1, крівая2). Зростання I e пояснюється збільшенням щільності хімічного тепловиділення при зменшенні товщини випаровується оксиду. Отже, для збереження умови стаціонарності силу струму потрібно збільшити. Тепловтрати на випаровування оксиду призводять до зниження температури в режимі високотемпературного окислення. Випаровування оксиду не впливає на режими низькотемпературного тепломасообміну і критичні параметри запалювання провідника, т.к. при цих температурах швидкість випаровування невелика.
Кружечками на рис.3.1 представлені експериментальні дані, отримані нами для вольфрамової зволікання тих же геометричних розмірів. Спостерігається гарна згода експериментальних і розрахункових стаціонарних низькотемпературних режимів тепломасообміну. Визначено критичне значення сили струму, при якому відбувається стрибкоподібний перехід в високотемпературне стан провідника. При досягненні силою струму критичного значення I i 1.03 А зволікання швидко розжарюється і перегорає. Так як в центрі зволікання температура максимальна (краю зволікання охолоджуються за рахунок теплового потоку до струмопідвідного проводах), то її перегорання спостерігається саме в цьому місці. Що відбуваються на поверхні зволікання процеси плавлення та випаровування оксиду призводять до зменшення товщини оксидної плівки і, отже, до збільшення швидкості хімічної реакції, що веде до різкого збільшення температури і руйнуванню зволікання. Запалювання зволікання відбувається в кінетичному режимі. Тоді з (2.5) випливає, що, тобто q ch не залежить від і тим менше, чим більше h 0 . При потухання спостерігається перехідною режим реакції окислення. Тоді концентрація кисню на поверхні окисляющегося провідника залежить і від швидкості надходження кисню з навколишнього середовища. Тому q ch зменшується як за рахунок зростання h 0 , так і в результаті зниження. Отже, силу струму у разі потухання потрібно збільшити сильніше, ніж у випадку запалювання. p> На рис.3.2 представлені критичні значення сили струму і температур вольфрамового провідника, при яких відбувається його запалювання і потухання залежно від діаметра і товщини оксиду на поверхні. Облік тепловтрат на випаровування оксидної плівки призводить до підвищення критичних значень сили струму, при яких реалізуються високотемпературні стани. При деякому малому діаметрі провідника і силі струму спостерігається виродження критичних режимів запалювання і потухання (т.). В області великих діаметрів провідника (2300 мкм) вироджені режими окислення також спостерігаються, проте, їм відповідають чималі значення сили струму. Із збільшенням d швидкість випаровування зменшується, тому ступінь впливу цього процесу на I e і зменшується (Ріс.3.2.а, б, криві 1 і 2). <В
Рис.3.1. Залежність T (I) для вольфрамового провідника d = 70 мкм, L = 10 см, T g = T w = 288 K:
а) h 0 = 0.4 мкм; 1 - без урахування випаровування, 2 - З урахуванням випаровування WO 2 ;
В
Рис.3.2. Вплив діаметра провідника і товщини оксидної плівки на критичні значення сили струму і температури, характеризують запалювання () і потухання () провідника. p> а), b) h 0 = 0.4 мкм; 1-з урахуванням випаровування WO 2 , 2-без урахування випаровування WO 2 ;
В В
Рис.3.3 Вплив теплообміну випромінюванням на стійкі і критичні режими окислення вольфраму провідника.
T w = T g = 288 K,, l = 10 см
а) d = 70 мкм, б) d = 250 мкм
1 - q = 0, 2 - q
В В
Рис.3.4 Критичні режими режими запалювання (т. i) і потухання (т. е) вольфрамового провідника різних діаметрів при нагріванні його електричним струмом.
L = 10 см. 1 - q 0, 2 - q r = 0; T w = T g = 288 K; a) Tcr (d), б) Icr (d)
Вивчимо вплив теплообміну випромінюванням на стійкі і критичні режими високотемпературного окислення провідника, що нагрівається електричним струмом. З ріс3.3.а. видно, що тепловтрати до стінок реакційної установки призводять до збільшення критичних значень сил струму, характеризують запалювання і потухання провідника. При деякому діаметрі провідник...
