Page 75 - Microsoft Word - Soviak_PhD_Thesis_Version_fin

75

 dQ *
 dt   kP  * a 1 Q  k Q  d * J Q Q
/
*

 1 dQ


  kQ (1 Q )  2 2 2  k Q  * 1 Q  J Qn , (3.13)
/
1*
 2 dt

 1 dn   kQ  1  k n  0 1 n   J
/
 2 dt 3 b n S

де Q , Q і n – відповідно концентрації адсорбованих молекул, хемосорбованих
*
атомів і розчинених атомів водню. Ці величини доцільно задавати через частку

заповнення відповідних поверхневих або об’ємних місць, які може займати водень.

Потік водню в металі J визначається співвідношенням (3.9) на поверхні
H

S після переходу до узгоджених одиниць концентрації та потоку.
Отже, найбільш загальна форма граничних умов для задачі дифузійного

перерозподілу водню у металі передбачає розв’язування системи поверхневих
рівнянь (3.13), зв’язаної з рівнянням дифузії в об’ємі.

Якщо процес перенесення водню в об’ємі металу є лімітуючою стадією

порівняно з поверхневими реакціями адсорбції та десорбції, систему рівнянь

(3.13) можна замінити еквівалентними граничними умовами (3.14)–(3.16).

Обґрунтованість такого наближення визначається співвідношенням залежних

від температури констант швидкості поверхневих реакцій k , k , а також тиском
b
a
газового середовища P:

 C k  k k 

2 d
 b  2  K PC 2   j n  , (3.14)

t  S k 1  k P k d  s   S
a
або

2

J  S k sd  K P C 2  , (3.15)
s
S
або

C  K P , (3.16)
S s

де K – ефективний коефіцієнт масообміну на межі «газ–метал», який
s
визначається через кінетичні коефіцієнти окремих стадій сорбції–десорбції.