Рост - кристалл - льд
Cтраница 1
Рост кристаллов льда в результате испарения и последующей конденсации паров воды может происходить и при отсутствии в топливе переохлажденных капелек воды. В этом случае в первую очередь испаряются наиболее мелкие кристаллы льда, имеющие более выпуклую поверхность и, как следствие этого, более высокое давление насыщающего пара. Конденсация водяных паров происходит уже на более крупных кристаллах льда. [1]
Образование и рост кристаллов льда в обводненных топливах возможны только в переохлажденной или пересыщенной по отношению к кристаллизующемуся веществу ( воде) среде. Степень пересыщения или переохлаждения среды целиком определяется температурой и химическим составом-среды. [2]
Укрупнение и рост кристаллов льда происходят по следующим причинам. Если наряду с образовавшимися кристаллами льда в топливе находятся еще и капельки переохлажденной воды, то вследствие того, что давление насыщающего пара над льдом меньше, чем давление паров над переохлажденной водой, капельки воды испаряются и конденсируются только уже на кристаллах льда, способствуя тем самым их росту. Увеличение размеров кристаллов льда продолжается до тех пор, пока не испарятся все капельки и не кончится весь избыток воды, содержащейся в топливе в растворенном состоянии. Скорость роста кристаллов льда при этом определяется коэффициентом диффузии молекул воды в топливе, который в свою очередь зависит от вязкости среды. [3]
В результате роста кристаллов льда шарики масла сжимаются, вытягиваются в нити и соединяются. Согласно Лебедеву и др. ( 1962), последующие процессы зависят от условия контакта поверхности шарика и адсорбционного слоя эмульгатора. Когда вязкость поверхности шарика достигает вязкости твердого вещества, гидрофобная часть адсорбированных молекул эмульгатора теряет свою подвижность. Это предотвращает деформированные шарики масла, находящиеся под давлением кристаллов льда, от восстановления. [4]
По мере роста внеклеточных кристаллов льда внеклеточная жидкость конденсируется, превращая это пространство в гиперосмолярную окружающую среду, которая вызывает пассивную диффузию воды из внутриклеточного пространства; эта вода также замораживается. Процесс происходит до тех пор, пока вся доступная вода ( не вступающая в химические связи с белками, сахаром и другими молекулами) не превратится в кристаллы. Клеточная дегидратация изменяет белковые структуры, мембранные липиды и клеточный рН, приводя к разрушению живых структур, несовместимому с выживанием на уровне клетки. Устойчивость к травмам от обморожения FCI изменяется в зависимости от типа ткани. Кожа более стойка к обморожениям, чем мышцы и нервы, что может, в частности, свидетельствовать о том, что в эпидермисе содержится меньше влаги внутри - и во внеклеточном пространстве. [5]
Для дисперсных глинистых грунтов напор воды, возникающий при росте кристаллов льда, вследствие большого внутреннего сопротивления фильтрации погашается на очень небольшом расстоянии от фронта промерзания, но продолжает действовать кристал-лизационно-лленочный механизм миграции воды. [6]
В пищевых жидкостях, животных и растительных тканях переохлаждение не превышает нескольких градусов, после чего возникают кристаллические зародыши, температура продукта повышается до крио-скопической и происходит рост кристаллов льда со скоростью, определяемой условиями отвода тепла. Поэтому в процессе производственного замораживания пищевых продуктов не наблюдается их переохлаждения. [7]
Кроме того, количественное значение части переходящей влаги в лед из незамерзающих пленок в твердомерзлом грунте весьма ограничено, притом переходу пленочной воды в лед оказывает большое сопротивление массив твердомерзлого грунта из-за отсутствия в нем свободных пор. Штукенберг [104] рост кристаллов льда в твердомерзлом слое объяснял возникновением пор замерзания, что оказалось довольно спорным, так как опыты Н. И. Быкова не подтвердили образование пор замерзания в мерзлом грунте. [8]
Концентрирование термически неустойчивых веществ в водном растворе путем замораживания с последующим удалением льда применяется давно. Олив [7] рассматривал промышленное применение этого метода, при котором рост кристаллов льда, например в соках цитрусовых фруктов, осуществляется в условиях противотока. В этом случае самые крупные кристаллы находятся в контакте с наименее вязким соком, и наиболее разбавленным соком может осуществляться отделение чистого льда с минимальной потерей ценного продукта. [9]
При планировке холодильников следует обращать внимание на предохранение от вспучивания находящегося под ним грунта, что зависит от температуры воздуха в камерах нижнего этажа, характера грунта и уровня грунтовых вод. При сухом грунте и низком уровне грунтовых вод или при крупноскелетном грунте ( гравий, крупный песок) грунт при промерзании не вспучивается. При промерзании мелкодисперсных грунтов ( мелкий песок, ил, глина) из-за роста кристаллов льда объем грунта увеличивается; он вспучивается, а это ведет к разрушению отдельных элементов конструкций здания холодильника. [10]
Соотношение между скоростью миграции и скоростью охлаждения определяет количество и мощность ледяных прослойков в грунтах, промерзающих с подтоком воды извне. Чем больше задерживается температура льдообразования на данном уровне, тем более мощные ледяные прослойки возникают здесь, так как для роста кристаллов льда успевает подтягиваться достаточное количество воды. [11]
Поры геля слишком малы для образования кристалликов льда при температуре выше - 78 С, поэтому обычно лед в них не образуется. С понижением температуры вследствие разной энтропии воды геля и льда вода геля приобретает потенциальную энергию, позволяющую ей двигаться по капиллярам, содержащим лед. Диффузия воды геля приводит к росту кристаллов льда и к расширению цементного камня. [12]
 |
Истираемость песчаных бетонов. [13] |
Морозостойкость бетонов косвенно определяет их долговечность. Вовлеченные в бетон небольшие пузырьки воздуха очень трудно заполняются водой, в результате чего уменьшается степень насыщения ею бетона. При равномерном распределении этих пузырьков снижается давление, создаваемое ростом кристаллов льда. [14]
Процесс замерзания в живой растительной ткани протекает следующим образом. По достижении криоскопической температуры начинается кристаллообразование, которое протекает в межклеточных пространствах. Кристаллизационные центры сначала возникают на наружных стенках клеток и затем разрастаются в довольно крупные кристаллические накопления. Рост кристаллов льда происходит за счет воды, диффундирующей из клеток в межклетники; внутри клеток кристаллизации жидкости при медленном проведении процесса почти не наблюдается. [15]
Страницы: 1 2