Выбор граничных условий для построения расчетных моделей был произве-
ден с учетом следующих параметров процесса окисления:
– изотермические условия протекания процесса;
– использование кинетического уравнения, установленного по результатам
дискриминации формально-кинетических моделей процесса окисления по методу
аппроксимации;
– учет экспериментально установленного характера развития реакционного
фронта (равномерного, локального);
– учет вида распределения структурных фрагментов (зерен, частиц) по раз-
мерам по результатам определения вида аналитического выражения функции рас-
пределения исследованных образцов металлов.
В общем виде математическая модель для случая равномерного продвижения
реакционного фронта при окислении сферических частиц представляет собой раз-
мерно-зависимую функцию
α=f(r, τ) (1):
α = 1 –
∫
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
+
−
max
min
3
)
(
3
)
(
1
)
(
2
2
3
3
r r g g g g dr r r k r r k r r k r f τ
τ
τ
, (1)
f g (r)
1
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⋅
+
g n g n r r r n r exp
!
1
(2) ; f g (r)
2
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
3
2
)
(
1
4
3
r r r r g (3)
где f g (r)
1,2
– функции (массовые) распределения частиц; r g – радиус частиц, состав-
ляющих среднемассовый максимум; r – радиус частиц в интервале распределения;
r min
и r max
– радиусы наиболее мелких и крупных частиц; k – эффективная констан-
та скорости реакции. Выражение для функции распределения частиц исследуемых
образцов по размерам определяли путем аппроксимации экспериментальных дан-
ных с использованием функций несимметричного (2) и симметричного (3) моно-
модального распределения.