и, відповідні дисоціації плівки магнетиту, а отже, початку виникнення корозійно-ерозійного процесу.
Модель враховує, що потік заліза, диффундирующего через оксидную плівку, розподіляється на два потоки: перший йде на утворення оксидної плівки, а другий надходить в теплоносій. При цьому також враховується перенесення кисню з потоку теплоносія до поверхні конструкційного матеріалу.
З урахуванням другого закону Фіка щільність потоку заліза через оксидную плівку в сталому режимі окислення становить
, 1.4
де: а1 - активність заліза в сталі;
а2 - активність заліза в теплоносії в пристеночной області;
х - товщина плівки;
Кпр - коефіцієнт проникності заліза в оксиді.
Зміна товщини плівки протягом часу пов'язане з величиною щільності потоку заліза через плівку JFe залежністю
, 1.5
де: сох - щільність оксиду;
k - коефіцієнт, що враховує вид оксиду;
Jn - щільність потоку заліза, що надходить в свинцевий теплоносій.
З урахуванням (1.4) перетворимо залежність (1.5) до виду
, 1.6
де: б=Кпр (а1-а2)
АГ - активність заліза в потоці;
год - коефіцієнт массоотдачи заліза від поверхні плівки в об'єм теплоносія;
Cs - концентрація насичення заліза у свинці.
Вважаємо, що в теплоносії в розглянутому процесі існує надлишкова фаза магнетиту (присутність суспензій у обсязі свинцю), маємо для активності магнетиту a (Fe3О4)=1, тому
, 1.7
де активність кисню в потоці
, 1.8
К (Т) - константа рівноваги реакції утворення магнетиту; с (РbО) - концентрація кисню в теплоносії; Cso - концентрація насичення кисню в теплоносії. Потік кисню, що надходить в пристеночную область, виражається залежністю
, 1.9
де: ч0 - коефіцієнт массоотдачи кисню між поверхнею і теплоносієм;- Активність кисню в теплоносії в пристеночной області.
, 1.10
Потік заліза, що йде на освіту магнетиту на поверхні плівки визначається як
, 1.11
Враховуючи, що з стехиометрии магнетиту слід відношення, можна зі спільного рішення рівнянь (1.9) і (1.11) визначити значення a2. Потім, вирішуючи рівняння (1.6) визначається швидкість росту або розчинення плівки магнетиту на поверхні конструкційного матеріалу, а рівняння для щільності потоку заліза, що надходить в свинцевий теплоносій. Очевидно, що таким чином можуть бути визначені умови, відповідні дисоціації плівки, а отже, призводять до виникнення корозійно-ерозійного процесу.
На малюнку (1.1.1) представлені результати розрахунку відповідно з цією моделлю. Розглянуто вплив швидкості потоку свинцю на товщину утворюється плівки магнетиту настали ЕП823 за таких умов: ат=10'2, t=650 ° С, час витримки=8000 год.
Освіта плівки магнетиту для розглянутого випадку припиняється внаслідок зниження припливу кисню при швидкості потоку свинцю менше 0,1 м / с. Аналогічно можна оцінити вплив інших параметрів. Область параметрів теплоносія, відповідних ерозії конструкційних матеріалів в контурі зі ...
