Оптически тонкое приближение

Большое число работ убедительно демонстрирует отличие свойств жидкости, находящейся вблизи поверхности, от свойств в ее объеме [14, 36, 87, 114, 466—475]. Так, обнаружена аномалия диэлектрических свойств [469, 470], эффект ск ачкообразно-го изменения электропроводности [470], изменение вязкости в зависимости от расстояния до твердой- стенки [114, 471, 472], появление предельного напряжения сдвига жидкости при приближении к поверхности твердого тела [14, 473, 474]. Для набухающего в водных растворах 1 а-замещенного монтмориллонита обнаружена оптическая анизотропия тонких прослоек воды [36] найдено изменение теплоемкости смачивающих пленок нитробензола на силикатных поверхностях [475]. Установлено отличие ГС от объемной жидкости по растворяющей способности, температуре замерзания, теплопроводности, энтальпии. В. Дрост-Хансеном опубликованы обзоры большого числа работ, содержащие как прямые, так и косвенные свидетельства структурных изменений в граничных слоях [476—478]. В качестве косвенных доказательств автор приводит, в первую очередь, существование изломов на кривых температурной зависимости ряда свойств поверхностных слоев. Эти температуры отвечают, согласно Дрост-Хансену, разной перестройке структуры ГС. Широко известны также работы Г. Пешеля [479] по исследованию ГС жидкостей (и, прежде всего, воды) у поверхности кварца в присутствии ряда электролитов. [c.170]

Приведенная степень черноты 61-2 в случае дисперсных потоков зависит не только от физических характеристик газа и капель, но также от их размера и концентрации. В работе [16] в приближении оптически тонкого слоя приведен метод расчета 61-2 при излучении от пара к каплям в системах охлаждения дисперсным потоком. [c.69]

С использованием интегрального метода исследован процесс поглощения в обоих предельных случаях оптически тонкого и оптически толстого газов для вертикальной изотермической поверхности, помещенной в неподвижной теплоизлучающей газовой среде [3]. Исследованием охватывались области газа от прозрачных до непрозрачных. Для модели оптически толстого газа величина q" приближенно представлялась в виде [c.486]

При анализе свободного диффузионного факела есть ряд обстоятельств, значительно упрощающих расчет потерь тепла излучением. Первое связано с отсутствием стенок, т.е. излучаемая энергия теряется безвозвратно. Второе обстоятельство обусловлено тем, что в условиях, характерных для. большинства опытов, можно использовать приближение оптически тонкого слоя, т.е. считать, что все молекулы или частицы сажи излучают независимо друг друга, а излучение не поглощается. Пригодность такого приближения можно установить из следующей оценки. При нормальном [c.181]

Второй пример - перенос тепла излучением. В этом случае процесс теплообмена описывается сложными соотношениями, в которые входят интегралы по всему пространству от различных характеристик среды, т.е. учитывается, что энергия, излученная в одном месте, может рассеиваться и поглощаться в других местах. В приближении оптически тонкого слоя излучающий объем и стенка обмениваются теплом, как бы далеко друг от друга они ни находились, т.е. процесс сильно нелокален. С математической точки зрения аналогичный подход развивался и в теории турбулентности. Примером могут служить работы Крейкнана [1959, 1974], в которых спектраль ная плотность энергии турбулентности находится из решения систем1>1 нелинейных интегро-дифференциальных уравнений. Представляется, что и это математическое оформление непригодно для описания турбулентности, так как роль нелокальных процессов сильно преувеличивается. [c.262]

Кинетические уравнения при фотоионизации оптически тонкого слоя. Дифференциальное уравнение (8.2.36) с уточнённым значением сечения перехода <т и) (8.2.42) даёт полное представление о числе переходов с уровня 1 на уровень 2 (см. рис. 8.2.13) в момент времени I при частоте у в приближении вероятностного поглощения-испускания фотонов атомами с коэффициентами Эйнштейна, определяющими связь между вероятностью (сечением) процессов и лазерным излучением [c.401]

II, В. РАСЧЕТ В ПРИБЛИЖЕНИИ ОПТИЧЕСКИ ТОНКОГО СЛОЯ [c.146]

Рассмотрим теперь приближение для оптически тонкого слоя. В этом случае на основании уравнений (14) и (23) при последующем приведении к безразмерной форме получаем уравнение [c.154]

Вторым членом в правой части этого уравнения можно пренебречь, так как в настоящем анализе рассматриваются эффекты излучения только в первом приближении. Величиной 0(х2) также можно пренебречь вследствие того, что пограничный слой предполагается оптически тонким. Уравнение (45), таким образом, дает значение второго интеграла в уравнении (44), тогда как первым интегралом в (44) можно пренебречь для условий оптически тонкой среды (см., например, раздел П,В). Так как при 2(т) 1, то уравнение (44) применительно к опти- [c.161]

Задачи о совместном переносе энергии путем теплопроводности и излучения в общем случае являются весьма сложными, поэтому они решаются численными или приближенными методами. Однако применительно к оптически тонким и оптически толстым слоям ( 18-2) эти задачи имеют простые решения. [c.436]

При численном анализе пожара с использованием уравнения (4.73) применяется широко известное толсто-тонкое приближение, в котором для оптически толстых и оптически тонких компонентов решение осуществляется на основе диффузионного приближения и модели объемного высвечивания соответственно [236. [c.389]

Число Во является характерным параметром радиационно-конвективного теплообмена в целом. При Во-С1 роль конвекции пренебрежима и теплообмен определяется радиационно-кондуктивным взаимодействием. При Во>1 процессы конвекции становятся определяющими, В этом случае задача упрощается рассматривается конвективный теплообмен без учета излучения и по вычисленным температурным полям определяется поток излучения на стенку. Промежуточные значения Во характеризуют наиболее сложные случаи радиационно-конвективного взаимодействия. Излучение оказывает заметное влияние на теплообмен при сравнительно слабом перемещении сред. Строгое рассмотрение задач радиационно-конвективного теплообмена, таким образом, сопряжено с решением нелинейных уравнений и осуществляется с привлечением совершенных численных методов и ЭВМ [15.1, 15.8, 15.10, 15.12, 15.14, 15,16]. Приближенные способы расчета радиационно-конвективного теплообмена в пограничных слоях, как правило, основаны на предельных ситуациях (приближения оптически тонкого и оптически толстого слоев). В частности, в приближении оптически толстого слоя суммарный тепловой поток на стенке пластины, обтекаемой ламинарным пограничным слоем, определяется по формуле [c.294]

Важными технологическими параметрами являются температура охлаждающих валков и величина р а с с т о я-ния между головкой и поверхностью охлаждающего валка. Расстояние от головки подбирают, исходя из температурного режима и скорости экструзии. Например, при получении тонких полиолефиновых пленок оптимальная температура охлаждающих валков 15—25 °С. При малом расстоянии формующего инструмента от поверхности охлаждающего валка и низкой температуре валка уменьшается мутность пленки. Приближение охлаждающего валка к головке, с одной стороны, улучшает оптические свойства пленки, но с другой — несколько уменьшает ее прочностные показатели. Поэтому в каждом конкретном случае устанавливают оптимальное расстояние между головкой и валком. При переработке полиолефинов это расстояние обычно составляет 20—70 мм, при получении тонких пленок — около 25 мм. Следует отметить, что это расстояние зависит от линейной скорости экструзии, увеличиваясь с ростом скорости переработки. [c.144]

Оценим теперь поток излучения /. Рассмотрим сначала горение водорода. В этом случае излучение обусловлено парами воды. Воспользуемся экспериментальными данными, приведенными в книге Михеева [1949], в которой представлены результаты исследования лучистого теплообмена между полусферой, заполненной парами воды, и центральным элементом ее основания. При достаточно малом радиусе сферы, т.е. в приближении оптически тонкого слоя, эффективная степень черноты паров воды может быть аппроксимирована выражением бб = 0б(Т)рб1о, где /о — радиус сферы, Рб — парциальное давление паров воды, Т — температура, а 06 можно аппроксимировать выражением [c.183]

Необходимо отметить, что уравнение (19) является линейным относительно ф вследствие того, что мы пренебрегли влиянием теплопроводности или конвекции. Это интегральное уравнение, однако, содержит особенность, так как E i) имеет логарифмическую особенность в начальной точке. Численные значения для ф (т) были получены Усиски-ным и Спэрроу [Л. 6] путем численного интегрирования уравнения (19) по методу последовательных приближений и Вискантой и Грошем [Л. 15] путем применения метода неопределенных коэффициентов. Результаты расчета [Л. 15] приведены на рис. 5, а предельные решения для т=0 и т=оо легко получить из решений для оптически тонкого слоя и слоя большой оптической толщины. Из уравнения (14) для оптически тонкой среды при dqr dx= 0 имеем [c.148]

Сидоров [Л. 23] рассмотрел случай совместного действия ковекции и излучения при ламинарном обтекании плоской пластины. Однако им было получено решение в крайне приближенной форме. Решения в приближении оптически тонкого слоя были получены при анализе теплообмена в пограничном слое некоторыми авторами, апример Хоу [Л. 24] и Кохом и Да Сильвой 1[Л. 25]. В этих анализах принимается, что газ (воздух при высокой температуре) в пределах пограничного слоя только испускает, но не поглощает тепловое излучение. Это допущение справедливо нри условии, что поверхность и газ за пределами пограничного слоя являются относительно холодными. В приближении большой оптической толщины были получены некоторые результаты Вискантой и Грошем [Л. 26] для ламинарного потока в щели. Таким образом, этот анализ служит в качестве предельного решения для случая, когда оптическая толщина пограничного слоя велика. Во многих случаях при течении поглощающего газа в пограничном слое взаимное влияние конвекции и излучения незначительно. Для того чтобы оценить, при каких условиях пренебрежение эффектами взаимодействия является допустимым, в последующем анализе эффекты взаимодействия конвекции и излучения в пограничном слое будем учитывать лишь в первом приближении. Рассмотрим частный случай ламинарного течения газа вдоль плоской поверхности. [c.157]

Рассмотрим характеристики оптически тонких дуг, что может позволить в первом приближении прогнозировать поведение дуг высокого давления в случае, когда газ достаточно прозрачен, а плотность объемного излучення и соизмерима с оЕ . Из уравнения энергии (2.1.40) следует, что для того, чтобы профиль температуры был мопотопио убывающей функцией радиуса и ие имел экстремумов (за исключением г=0), член У(А,УГ) должен иметь отрицательную величину. Знак этого члена определяется результирующей энергией аЕ —и, подведенной к газу. Как видно из уравнения (12.1.40), при оЕ и знак будет отрицательным, при оЕ < и — положительным. На рис. 7 представлены принципиальные зависимости и У в функции от температуры, построенные для одного давления и разных значений напряженности электрического поля. Каждая из кривых аЕ" соответствует постоянному значению Е п характеризует подвод энергии в различных точках сечепия какой-либо одной дуги. Следует заметить, что при изменении осевой температуры должен меняться и радиус дуги, соответствующий выбранному значению Е = с. При заданной величине То кривая Е = с на участке характеризует одну дугу с определенным радиусом Я. Таким образом, если известны а Т, р) и 11 Т, р), график, представленный на рнс. 7, легко может быть построен для любых условий горения дуги. [c.97]

Совместное действие конвекции и излучения в ламинарном потоке, обтекающем пластину, рассматривал Сидоров [23], но решение им получено лишь в приближенном виде для асимптотического случая. Решения в предположении оптически тонкого слоя в ламинарном пограничном слое были получены различными авторами, например Хау [24], Кохом и Де-Сильвой [25]. Они предполагали, что газ (воздух при высокой температуре) внутри пограничного слоя только излучает, но не поглощает излучение. Такое приближение справедливо, когда поверхность и газ вдали от пограничного слоя относительно холодные. Висканта и Грош [26] получили результаты для оптически толстой среды при ламинарном потоке в щели. Их результат может считаться предельным для случая, когда пограничный слой имеет большую оптическую толщину. [c.21]

Уже при давлении порядка 1 атм и толщине излучающего слоя порядка 1 см (такие условия характерны, например, для пограничного слоя, образующегося при входе тела в земную атмосферу со сверхорбитальной скоростью) происходит существенная реабсорбция линейчатого излучения. Поэтому при высоких температурах оказываются неприменимыми расчеты излучения в приближении оптически тонкого слоя, достаточные для многих приложений при Т 8000- -10 000° К, когда основную роль играет молекулярное излучение, обладающее большой длиной пробега фотонов. [c.200]

Как известно, понятие химического элемента было введено 200 лет назад Дальтоном (1803 г.) и изначально предполагало тождество всех атомов определённого элемента по всем свойствам, включая их веса. Десятилетие спустя Праут (1816), развивая идеи Дальтона, выдвинул предположение, что все атомы в конечном счёте построены из легчайшего из них — водорода, откуда следовала целочисленность атомных весов всех элементов. Хотя в первом приближении эта гипотеза оправдывалась и продолжала жить в среде учёных (Кларк (1881), Ридберг (1886)), по мере уточнения атомных весов она в ряде случаев начала расходится с опытом, что оставалось одной из загадок химии до начала XX века. Среди тех, кто много размышлял о возможности смешивания атомов различной массы близкой химической природы, был исследователь редкоземельных элементов Крукс (мета-элементы В. Крукса [1]), однако, ему удалось решить проблему разделения этих, крайне близких по своим химическим свойствам, элементов путём использования весьма тонких методов. При этом он убедился, что при исключительной близости химических свойств оптические спектры редкоземельных элементов всё-таки были различными. Так что и после Крукса вопрос о том, являются ли атомы химических элементов идентичными и почему атомные веса многих из них близки к целым числам в единицах массы, составляюш,их 1/16 кислородной, оставался без ответа. [c.38]

Приближение эффективной ширины полосы, данное выражением (12.6), не применимо как к случаю очень малых, так и к случаю очень больших давлений и оптических плотностей. При малых давлениях и оптических плотностях вращательная тонкая структура недостаточно перекрывается и понятие среднего показателя поглощения для всей колебательно-вращательпой полосы уже непригодно. С другой стороны, при больших давлениях и оптических плотностях интенсивные вращательные линии, расположенные вблизи центра полосы, дают значительный вклад при длинах волн вне эффективной ширины полосы. В дальнейшем мы сосредоточим внимание иа при6ли кепиых расчетах для случая больших оптических плотностей. [c.321]

Многие последующие работы в области сжатых пленок касались систематических уточнений допущений Рейнольдса, так что первоначальная теория постепенно совершенствовалась. Так, Гейз [5] распространил ее на случай осадки прямоугольных плит. Он применил двойное Фурье-распределение давления. Коэффициенты были оценены вариационными методами, расчеты производились с помощью ЭВМ. Мур [6] подтвердил теорию экспериментально. Им была разработана приближенная теория для случая, когда между плитой и поверхностью был определенный угол, который уменьшался линейно с толщиной сжатой пленки. Эйрич и Тейбор [7] исследовали динамическое поведение сжатой пленки, подвергнутой ударным воздействиям. Они показали, что давления, возникающие при ударах с большой энергией, и значительно возросшие при этом температуры могут быть достаточными для пластической дефорхмации выступов металлической поверхности. Для очень тонких пленок смазки на их граничных поверхностях возникает сложный комплекс взаимодействий. Термин маслянистость используется для описания этих явлений, которые не зависят от вязкости смазки. Терцаги [8] выражал особенности смазки в единицах эквивалентной вязкости для толщин пленок молекулярных размеров. Нидс 19] провел точные эксперименты с целью определения влияния граничных поверхностей на вязкость очень тонких пленок смазки, помещенных между оптически гладкими параллельными дисками. Эффект смазки может интерпретироваться с физической точки зрения как граничное скольжение между жидкостью и твердой поверхностью, что противоречит четвертому допущению Рейнольдса. В случае, если по крайней мере одна из граничных поверхностей — эластомер, маслянистость намного более важна, чем для случая металлических поверхностей. Вследствие близких размеров молекул смазки и эластомера [c.115]

Это определяется несколькими причинами. Оптическая активность открыта давно. На протяжении более чем полувека химики для идентификации соединения пользовались удельным вращением, измеренным обычно в желтом свете спектральной линии натрия. Однако вплоть до последних десятилетий это мало что давало структурной химии. Не была развита пригодная для практических расчетов теория явления, отсутствовали измерения дисперсии оптической активности в широком интервале длин волн, не было соответствующей спектрополяриметрической аппаратуры. Одним из первых понял важность измерений дисперсии выдающийся химик Л. А. Чугаев, вклад которого в эту область имеет непреходящее значение. В дальнейшем положение изменилось. В результате теоретических работ Куна, Кирквуда, Эйринга были развиты приближенные методы расчета, позволяющие связать оптическую активность и ее дисперсию со строением молекул. Произошли глубокие сдвиги в органической химии. Когда-то органическая химия начиналась с изучения природных смол и лаков, продуктов перегонки каменного и древесного угля. Сейчас она вновь обратилась к природным соединениям — но уже на глубокой научной основе. Возникла мощная область биоорганической химии, исчезают границы между органической химией, биохимией и молекулярной биологией. Если еще недавно внутреннее вращение вокруг единичных связей в молекуле органического соединения считалось совершенно свободным, то сейчас особое внимание сосредоточено на различных конформациях, возникающих при внутренних поворотах, на явлении ротамерии. Оказалось, что эти тонкие особенности молекул имеют важнейшее значение при их функционировании в биологических системах, что они определяют физикохимические свойства природных и синтетических полимеров. Теория и опыт показали, что именно дисперсия оптической активности является пока что наилучшей и наиболее доступной характеристикой вещества в конформационной химии. [c.5]

Большинство твердых и жидких тел имеет сплошной (непрерывный) спектр излучения, т. е. излучают энергию всех длин волн от О до оо. К твердым телам, имеющим непрерывный спектр излучения, относятся непроводники и полупроводники электричества, металлы с окисленной шеро.коватой поверхностью. Металлы с полированной поверхностью, газы и пары характеризуются селективным (прерывистым) спектром излучения. Интенсивность излучения зависит от природы тела, его температуры, длины волны, состояния поверхности, а для газов — еще от толщины слоя и давления. Твердые и жидкие тела имеют значительные поглощательную и излучательную способности. Вследствие этого в процессах лучистого теплообмена участвуют лишь тонкие поверхностные слои для непроводников тепла они составляют около 1 мм для проводников тепла — 1 мкм. Поэтому в этих случаях тепловое излучение приближенно можно рассматривать как поверхностное явление. Полупрозрачные тела (плавленый кварц, стекло, оптическая керамика и др., газы и пары) характеризуются объемным характером излучения, в котором участвуют все частицы объема вещества. Излучение всех тел зависит от температуры. С увеличением температуры тела его энергия излучения увеличивается, так как увеличивается внутренняя энергия тела. При этом изменяется не только абсолютная величина этой энергии, но и спектральный состав. При увеличении температуры повышается интенсивность коротковолнового излучения и уменьшается интенсивность длинноволнового излучения. В процессах излучения зависимость от температуры значительно большая, чем в процессах теплопроводности и коивекции. Вследствие этого при высоких температурах основным видом переноса может быть тепловое излучение. [c.362]

Оказывается, что при температуре сегнетоэлектрика несколько ниже Тс его свойства сильно зависят от температуры. В частности, если на сегнетоэлектрик наложить радиочастотное поле, то поглощение энергии этого поля сильно возрастает при приближении температуры сегнетоэлектрика к 7с. Рост поглощения, в свою очередь, приводит к дальнейшему нагреву образца, Используя это обстоятельство, можно визуализировать динамику фазового перехода сегнетоэлектрика при приложении радиочастотного поля, если нематическая пленка, нанесенная на образец, обладает температурой перехода в изотропную жидкость, несколько меньшей Гс. В этом случае те участки образца, которые оказываются ближе по температуре к Тс ч интенсивней поглощают радиочастотное поле, начинают нагреваться быстрей, чем области с более низкой температурой, и нагревают в соответствующих местах пленку нематика, переводя ее в изотропную жидкость. Оптические свойства пленки жидкости резко отличаются от свойства пленки нематика, что и приводит к визуализации участков сегнетоэлектрика, температура которых приближается к точке фазового перехода Тс. Это позволяет в динамике наблюдать за рагпростраие-нием температурных фронтов на поверхности сегнетоэлектрика в области фазового перехода и тем самым выяснять тонкие детали сегнетоэлектрического фазового перехода. [c.135]