传递系数β与Cp、Cs‥‥的关系

wya-8

有一篇渗碳论文，关于气体渗碳的传递系数β有如下等式：

                               Cp － Co
Cs＝Cp－ ——————————————
                            √3t                 D
                  1＋β ——— exp － ———
                            √D                3β²t

  式中 β仅与Cp——炉气碳势、 Cs——表面含碳量、 Co——心部含碳量、 D——扩散系数、T——渗碳温度、 t ——渗碳时间有关

  问题：如果将渗碳箱中固体渗碳剂与渗碳零件隔开放置，零件放在渗碳剂下面，可以说也是一种形式的气体渗碳。

        如果将上面这种形式的气体渗碳测到的数据Cp、 Cs、 Co、 D、T、 t ，

   代入公式计算得到的传递系数β与上面这种形式的气体渗碳 实际传递系数β相差太大。

     是不是可以说，上面的公式没有普遍性。

     希望得到大家指教。谢谢

草原的风

本来上式就是在一定的初始条件和边界条件设定的情况下，对菲克第二定律抛弃了误差函数而得到的特解，勉强应用于气体渗碳，你把他进一步进行扩展到固体渗碳，固体渗碳的局部化学反应分解就不一定同步与均匀，气氛置换不如气体渗碳，碳势局部极不均匀，并且没有气体渗碳的风扇来搅拌、置换、均匀碳势，误差大就一点也不奇怪了。

wya-8

草原的风 发表于 2015-10-4 05:05
本来上式就是在一定的初始条件和边界条件设定的情况下，对菲克第二定律抛弃了误差函数而得到的特解，勉强应 ...

谢谢指导。

各位有兴趣，可打开以下网页
http://www.doc88.com/p-891241268968.html

上述数学模型在试验气氛的传递系数β=1.38×10^-5 cm／s等条件下建立的。
如何理解Cs与诸多变量的关系？是不是说只有接近上述条件，才能使现场生产的Cs值与这个数学模型吻合良好？

众所周知，不同渗碳气氛有不同的传递系数β。
实际上即使有相接近的渗碳温度T、相接近渗碳气氛Cp、Cs、Co、与渗碳时间t ，渗碳层深度是不一致的。
是不是说明了相接近渗碳气氛等条件下，会有不同的传递系数β？
是不是可以说：相同渗碳时间内得到渗碳层较深的工艺，有较高的传递系数β，反之亦然。

以上求大家指导。

heliang28345

wya-8 发表于 2015-10-6 12:20
谢谢指导。

各位有兴趣，可打开以下网页

β不是理论计算值或者固有的气氛常数，多是针对一种炉子一种气氛甚至一种材料通过实验反算出来的。

heliang28345

如果你爱看英文，可以看下面这篇博士论文。是我之前一起做过项目的学生发的。

http://www.wpi.edu/Pubs/ETD/Avai ... rabelchtchikova.pdf

wya-8

heliang28345 发表于 2015-10-8 03:58
如果你爱看英文，可以看下面这篇博士论文。是我之前一起做过项目的学生发的。

http://www.wpi.edu/Pubs/ ...

http://www.rclbbs.com/forum.php? ... id=68845&extra=
在我的帖子“气体渗碳碳传递示意图…”


注：此图(现在已涂黑了）就是从这篇博士论文（135页）中编绘的。
《Fundamentals of Mass Transferin Gas Carburizing》by Olga Karabelchtchikova

J＝β(Cp－Cs)    J＝－D_c∂C/ ∂x

β(Cp－Cs)＝－D_c∂C/ ∂x

分析以上等式可知：随渗碳时间增加Cs 值增加，渗碳层碳浓度梯度发生变化，实际传递系数β也会减少。但本人认为，现场的渗碳工艺在不产生炭黑的情况下，应适当增加或保持较大的传递系数β一段时间，增加渗碳第一小时、第二小时的气体流量会提高渗碳速度。

有错处，请指导。

heliang28345

wya-8 发表于 2015-10-7 21:48
http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=68845&extra=
在我的帖子“气体渗碳碳传递示意 ...

在我们研究组里最后根据这个模型开发的软件里，beta是固定的数值，是我们根据carbon profile或者weight gain算出来flux，然后按照初始的Cs和Cp带进去求出来的，并不是个变量。

当然随着Cs和Cp的差值越来越小，beta确实会变。至于渗碳各个阶段的flux怎么变化，这个也没人实际测量过。如果你想做，可以设计个试验，测量渗碳半小时，一小时，一个半小时，两个小时。。。知道过程结束。在各个时间点都取出零件来，做做weight gain，然后算flux。

wya-8

传一个传递系数β的图