Поясним характер изменения скорости горения графита в потоке воздуха. Отметим резкое, экспоненциальное увеличение скорости реакции в кинетическом режиме с ростом температуры. Ясно, что при вполне определенном соотношении между скоростью поступления окислителя и собственно скоростью химической реакции на поверхности должен наступить кризис, в результате которого результирующая скорость разрушения уже не будет зависеть от температуры поверхности, а станет лимитироваться скоростью диффузии кислорода в пограничном слое. Этот второй режим окисления носит название диффузионного. В зависимости от давления газа в окружающей среде эта область химического взаимодействия занимает широкий температурный диапазон: температура поверхности составляет от 1000 до 4000 К.
Важно отметить, что в отличие от первого режима в данном случае выявляется сильная зависимость скорости разрушения от размеров тела, режима течения в пограничном слое и т. д., т. е. от тех же факто-166 ров, которые влияют на коэффициент теплообмена. Если воспользоваться описанной во второй главе аналогией между тепло- и массообменом (диффузией), то подобная картина окажется вполне естественной. Химический состав газа у стенки можно считать равновесным, поскольку поверхности многих материалов, в том числе металлов и графита, обладают каталитическими свойствами по отношению к кислороду. При этом следует четко представлять, что идеальное термодинамическое равновесие у поверхности никогда не достигается, ибо газообразные продукты реакции между графитом и кислородом непрерывно отводятся от поверхности путем диффузии и конвекции через пограничный слой воздуха. Наиболее сложен для теоретического анализа третий режим окисления графита — сублимационный, который преобладает при высоких температурах поверхности. Так, при давлении ре=105 Па температура поверхности должна превышать 3500 К. Пары графита, которые могут состоять из различных соединений углерода С, С2, С3, Ci6, переходят в пограничный слой, минуя жидкую фазу и лишь после этого вступают в химическое взаимодействие с химически активными компонентами набегающего газового потока.
Дополнительная информация: часто в ландшафтном дизайне используются пергоолы — элегантные каменные или кирпичные арочные конструкции, украшенные вьющимися растениями. Каменная пергола смотрится естественней и потому более привлекательна на вид. Такое украшение придаст уникальности и создаст неповторимую атмосферу на участке любого загородного дома.
17 сентября 2012
