Файл: Лебедев Д.П. Тепло- и массообмен в процессах сублимации в вакууме.pdf

ной катушкой измерительной системы совершала продольные коле­ бательные движения. При этом в измерительной катушке наводилась

пропорциональная скорости движения системы э. д. с., которая изме­ рялась катодным вольтметром.

При исследовании в диапазоне звуковых частот ІО1—ІО4 гц на площадку вибратора, непосредственно находящегося в вакууме, уста­ навливался образец льда весом до 0,05 кгс. Вибрирование поликри­ сталла льда приводило (Л. 4-2], с одной стороны, к ускорению мигра­ ции паров к поверхности кристалла и, с другой стороны, к увеличе­ нию числа молекулярных соударений мигрирующих паров с поверх­ ностью.

Вибрация значительно изменяла интенсивность и характер рас­ тущих кристаллов из паровой фазы на поверхности сублимирующего­ ся слоя в вакууме, увеличивала число центров кристаллизации и приводила к образованию более мелкозернистой структуры. Если без вибрации рост кристаллов происходил под некоторым углом (см. рис. 3-8) к поверхности, то при вибрации кристаллы росли перпендикулярно поверхности.

Автором были проведены многочисленные фотографические экспе­ рименты, которые обобщены на рис. 7-8, исследующие влияния вибра­ ции _звукового диапазона частот на среднюю высоту роста кристал­

лов б и на интенсивность сублимации (скорость продвижения фрон­ та сублимации ASfAx).

Как видно из рис. 7-8, интенсивность сублимации, пропорцио­ нальная AS/AT, увеличивается при повышении частоты }, а плотность поверхностного слоя кристаллов р* уменьшается. Амплитуда коле­ баний образца во всем диапазоне частот оставалась постоянной (порядка 5 мм).

Для сравнения на рис. 7-8 представлены интенсивность сублима­ ции ASo/Дт и высота кристаллов бо для процесса сублимации без

(так же, как и роет интенсивности сублимации).

В данном случае с механической точки зрения модель расту­ щего на поверхности сублимации кристалла можно представить как стержень-консоль, рост которой, с одной стороны, увеличивался за счет всех указанных выше факторов (ускорение миграции пара к по­ верхности, увеличение центров кристаллизации и т. п.), но, с другой стороны, должен быть ограничен в силу чисто прочностных факто­ ров такой модели. Безусловно, в такой системе должен наступить резонанс при определенной частоте.

На рис. 7-8 кривая 1 является чисто гипотетической, указываю­ щей именно на то, что при определенной частоте вибрации (вероят­ но, превосходящей частоту звукового диапазона) возможно уменьше­ ние интенсивности сублимации и роста кристаллов.

Вибрация поликристалла льда при терморадиационном подводе тепла. Автором и Ле-Куэ-Ки изучалось влияние вибрации на субли­ мацию поликристалла льда при терморадиационном и кондуктивном подводе тепла. Для исследования нестационарных процессов субли­ мации в вакууме при вибрации была создана специальная миниатюр­ ная установка (рис. 7-9), которая состояла из следующих элементов: экспериментального образца льда 17, электромагнитного вибратора 5, симметричных радиационных нагревателей 20 с системой их пере-

^ г г о в

322

мещения 21, весов 6 е системой защиты их от вибрации 7, вибра­ ционного прибора с фотодатчиком 26.

Экспериментальная установка помещалась в вакуумную каме­ ру 8, температура стенок которой регулировалась с помощью холо­ дильной установки ФАК.-7 (через регулятор температуры). В камере поддерживалось давление ОД мм рт. ст. Исследуемый образец льда 17 имел цшшадр'ИЧбакую форму диаметром 32 мм и высотой 16 мм. Вибратор установки 5 включался в электрическую цепь через генера­ тор ЗГ-34 и усилитель УМ-50А. Конструкция вибратора обеспечивала

колебание образца с частотой от 20 до 300 гц и амплитудой до 4 мм.

Измерение частоты и амплитуды колебаний в процессе сублима­ ции производилось оптической системой 26\ периодически перекры­

лось периодически через 10 мин.

Время срабатывания специальной арретирующей системы 7 в момент окончания вибрации — взвешивание составляло 2 сек. Ошибка при измерении убыли массы в процессе вибрации за счет упругой связи через электрические компенсаторы с весами, как показал эксперимент, имела пренебрежимо малую величину.

Результаты, приведенные на рис. 7-10, показывают, что интен­ сивность сублимации как при двустороннем радиационном, так и кондуктивном подводе тепла при воздействии вибрации низкой ча­ стоты увеличивается лишь до 20%. Экстремум на кривых зависимо­ сти интенсивности сублимации от частоты (кривые 1—2) определяет­