На основе термодинамического подхода предложена математическая модель гетерогенного зарождения твердой фазы на высокоактивированных смачиваемых наноподложках кубической формы. В соответствии с классическим подходом к описанию процесса гетерогенной нуклеации предполагается, что критические зародыши имеют форму сферического сегмента и могут располагаться на всех шести гранях кубической частицы-затравки. В рамках предложенной модели нами получены новые выражения для энергии образования и скорости зарождения центров кристаллизации на кубических ультрадисперсных затравках, в которых учитывается влияние размерных и капиллярных эффектов. Численные эксперименты были проведены для расплава алюминия, модифицированного наночастицами нитрида титана TiN. Результаты расчетов показывают, что смачиваемость поверхности наночастицы-затравки оказывает наибольшее влияние на процесс гетерогенной нуклеации. Увеличение дисперсности нанозатравок повышает скорость зарождения твердой фазы, а учет размерной з...
Охарактеризована роль состояния поверхности водоема (спокойное или динамичное), источника поступления центров кристаллизации, сопутствующих гидрометеорологических явлений и процессов в зарождении и разрастании льда и в строении поверхностного слоя ледового покрова. На основе систематизации термодинамических условий формирования ледового покрова, материалов натурных наблюдений и аналитических исследований выделены три основных типа структуры поверхностного слоя ледового покрова. Показано, что изменения строения льда в нижележащих горизонтах определяются вариациями термодинамических условий на поверхности покрова и суперпозицией анизотропии теплопроводности и анизотропии скорости роста кристаллов льда.