Испарение с догрузкой в тигель сплава или одного компонента (равновесное испарение)В последнее время в практике металлизации все чаще применяют метод равновесного (стационарного) испарения, при котором состав сплава в испарителе, а, следовательно, состав пара над ним и конденсата стабилизируются за счет непрерывной подачи в испаритель компонентов сплава. Теория стационарного испарения разработана. Дэйлом, Сантала и Адамсом, а также Фостером и Пфейфером. Стационарное состояние достигается, если при постоянном объеме сплава в испарителе и постоянной температуре скорость подачи каждого компонента равна скорости его испарения. Состав пара в испарителе с течением времени не изменяется, но в общем случае отличается от состава конденсата.Из уравнения следует, что соотношение состава источника и конденсата в стационарном режиме зависит от величины коэффициента. При очень малых или очень больших значениях коэффициента у, т. е. при сильном различии в летучести компонентов, источник состоит практически из одного малолетучего компонента. Методика расчета стационарного состояния может быть распространена на случай нескольких компонентов, если не образуются интерметаллические соединения, приводящие к нарушению закона Рауля. Одним из преимуществ метода стационарного испарения является отсутствие требования стабильности температуры испарения. В формуле от температуры зависит только коэффициент у, который, в свою очередь, пропорционален отношению упругостей паров чистых компонентов. Из анализа данных об упругостях паров следует, что наряду с резкой зависимостью от температуры их отношение мало изменяется даже при значительных колебаниях температуры. Столь же надежным, как КШ 100, является оборудованиеизмерения времени переходного процесса. Большое значение для практического применения метода имеет исследование переходного режима от начала испарения до установления стационарного состояния, в частности, определение времени переходного процесса и анализ путей его уменьшения. В общем случае в переходном режиме могут изменяться с течением времени состав пара (конденсата), сплава в тигле, подаваемого материала, скорости испарения и подачи компонентов, температура испарителя и объем расплава в тигле. Дэйл теоретически рассмотрел три варианта установления стационарного состояния, отличающиеся начальными условиями. В первом, наиболее простом случае, скорость подачи и температура испарения поддерживались постоянными, а начальный состав сплава в испарителе был идентичен требуемому составу конденсата. Если скорость подачи материала не равна скорости испарения, то содержание компонента в испарителе и общий объем вещества в нем изменяются с течением времени. В общем случае уравнение нелинейно и неразрешимо относительно, так как неизвестен вид функций. Наиболее простой частный случай с точки зрения решения уравнения соответствует линейной зависимости объема и площади испарения от концентрации компонента в тигле. |
||
