Стратификация температурная

Приземный слой атмосферы обычно моделируют [74] однородным по горизонтали и стационарным в среднем турбулентным течением, ограниченным снизу горизонтальной плоскостью. Напряжение сдвига т в приземном слое также считается постоянным. Существенное отличие от рассмотренных в п. 11.1 пристеночных течений состоит в наличии в приземном слое термической стратификации— температурной неоднородности по высоте слоя в поле [c.196]

Напомним, что при малых разностях концентрации основные уравнения концентрационной конвекции не отличаются от соответствующих уравнений термической конвекции. Условия автомодельности для функций е х) = Со — Соо и г х)=Соо — С г идентичны условиям для функций d(x) и Цх) в случае термической конвекции. Таким образом, все решения, полученные в гл. 3 и 4 для теплообмена при наличии температурной стратификации, применимы и для концентрационной стратификации с соответствующей заменой переменных. [c.415]

Вычисления проводились также для восходящей струи воды, истекающей в неподвижную стратифицированную среду. Прежде всего рассматривалось влияние температурной стратификации. Затем были получены результаты в предположении стратификаций, типичных для океанов. Параметры, заданные в окружающей среде, соответствовали трем характерным условиям для северной части Тихого океана, тропической части Атлантического океана и Северного Ледовитого океана. Здесь приво- [c.180]

Стратификация окружающей среды. Стратификация жидкости в окружающей среде, как температурная, так и концентрационная, встречается довольно часто. В этом случае при решении определяющих уравнений необходимо использовать уравнение состояния. Сначала рассмотрим наиболее простой случай р = р( ), когда изменение плотности определяется только параметром температурной стратификации [c.185]

Температурная стратификация. При устойчивой стратификации неподвижной окружающей среды, когда плотность увеличивается с ростом глубины, снижается интенсивность вертикального течения и уменьщается проникающая способность восходящей струи. Это связано с совместным влиянием стратификации и процесса подсасывания окружающей жидкости, который уменьшает величину выталкивающей силы в струе. Такое изменение траектории струи происходит независимо от направления выталкивающей силы и градиента плотности, а также от интенсивности стратификации. [c.186]

На рис. 12.4.8 видно, какое влияние температурная стратификация и величина D (dt/dz) оказывают на траекторию восходящей струи воды, рассчитанную при Fr = 50, 100 и 200 с использованием модели подсасывания 3 из табл. 12.4.2. Предполагается, что стратификация окружающей среды вызвана только постоянным градиентом температуры по вертикали, который характеризуется для кривых /, II, ///коэффициентом О , [c.186]

Совместная температурно-концентрационная стратификация. [c.188]

В более общем случае, когда в окружающей среде существует как температурная, так и концентрационная стратификация, в систему определяющих уравнений необходимо ввести уравнение состояния. Тогда уравнение для разности плотностей (положительной или отрицательной) принимает следующий вид [c.188]

Рис. 13.5.1. Температурная стратификация для различных пар температур /1 и 2 ( 1 > 2).

Наконец, некоторыми исследователями были проведены оценки тепловой неустойчивости в вынужденных вязких течениях простой структуры для случая неустойчивой стратификации, обусловленной различными температурными режимами на границах. Классическими примерами подобного рода являются развитые плоскопараллельные течения — Куэтта, Пуазейля, а также течение с комбинацией обоих указанных эффектов, т. е. воздействия касательного напряжения и градиента давления. Главная проблема, возникающая при этом, состоит в том, чтобы выяснить, будет ли первый режим неустойчивости гидродинамическим или тепловым. Тепловая неустойчивость течения Куэтта, которое является гидродинамически устойчивым относительно малых возмущений, исследовалась в работах [21, 28, 36]. Течение Пуазейля оказывается подверженным воздействию тепловой неустойчивости при достаточно малых числах Рейнольдса [27]. В отношении тепловой неустойчивости был исследован также целый ряд других развитых течений, как, например, течение в пограничном слое для задачи Блазиуса. Анализ двумерных пограничных слоев вблизи критической точки был выполнен Ченом и др. [16]. [c.230]

Верхний конец полости был открыт в атмосферу. При Ка с< 1000 наблюдалась слабая установившаяся одноячеистая циркуляция, при которой жидкость поднималась вблизи горячей стенки и опускалась вниз около холодной. Этот случай соответствовал режиму теплопроводности, описанному в работе [76]. При 10 С Ра < 10 отмечались большие температурные градиенты вблизи стенок и постоянный вертикальный градиент во внутренней области. На рис. 14.3.3 показаны изотермы при Ра = = 4- 10 . Отчетливо наблюдаются пристеночная, внутренняя и концевая области. Видно также, что во внутренней области имеют место небольшое горизонтальное изменение температуры и почти линейное возрастание температуры по вертикали, или стратификация. На рис. 14.3.4 представлены результаты из.мере-ния профилей скоростей при х = Н/2 для различных Ра. Очевидно, что при максимальных значениях Ра возникает относительно застойная центральная область. [c.257]

В качестве примера внутреннего течения рассмотрим заполненный жидкостью прямой круговой цилиндр высотой Я и диаметром D, вращающийся вокруг своей оси с угловой скоростью Q рад/с. Нижнее и верхнее основания цилиндра поддерживаются при температурах ib и tr, а цилиндрическая боковая поверхность считается теплоизолированной. Для данной задачи следует рассматривать два различных случая. Так, при нагревании сверху, т. е. когда U > is, кондукционное температурное поле в жидкости соответствует устойчивой стратификации при р > 0. При нагревании снизу, т. е. при tr < te, стратификация в отсутствие вращения оказалась бы неустойчивой, как это было продемонстрировано в гл. 13 и 14. [c.460]

Величина градиента dT/dz определяет температурную стратификацию (расслоение) по высоте атмосферы. Если перенос тепла по вертикали отсутствует, то атмосфера находится в состоянии равновесной (безразличной) стратификации. Соответствующий такому состоянию градиент, называемый адиабатическим dT/dz=g/ , равен, примерно, 1 К на 100 м высоты. [c.136]

При dT/dz>g/ p (сверхадиабатический градиент) состояние атмосферы неустойчиво, тепловые потоки способствуют развитию конвекции в вертикальном направлении и усилению турбулентного обмена. Если градиент температуры положителен, то имеет место устойчивая стратификация, называемая температурной инверсией. Такая ситуация способствует подавлению конвективного движения и ослаблению турбулентности. Высота слоев приземной инверсии может колебаться от десятков до сотен метров. [c.136]

Бурцев С.А. Исследование влияния толщины стенки сверхзвукового канала и ее температурного сопротивления на температур-1 ю стратификацию реального газа. - Труды 12-й Школы семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. - М. Изд. МЭИ, 1998, С.27...30. [c.82]

Физические характеристики озер определяются следующими параметрами площадь поверхности, средняя глубина, объем, время пребывания ВОДЫ (объем, деленный на расход поступающих потоков), цветность и мутность воды, течения, поверхностные волны, термодинамические соотношения и стратификация. Все эти пара метры влияют на химические и биологические процессы, протекающие в озерах и водохранилищах, и, следовательно, оказывают влияние на качество воды. Температурная стратификация — самое важное явление с точки зрения проблем водоснабжения и эвтрофикации. В озерах, расположенных в умеренном климате, или на повышенных участках местности в субтропических районах каж дый год наблюдаются два вида циркуляции воды (весной и осенью). В летнее время года имеет место прямая стратификация, в зимнее время—обратная. Озера более низких широт, в которых температура воды на любой глубине никогда не падает ниже 4°G, имеют каждый год одну циркуляцию зимой и подвергаются прямой стратификации в течение лета. Например, прямая стратификация может продолжаться с мая по сентябрь, а обратная — непрерывно с октября по апрель. [c.108]

Рис. 4.16. Явления температурной стратификации и циркуляции воды, характерные для озер северной части США

Рис. 5.6. Эвтрофицированное озеро осенью после продолжительного периода температурной стратификации

При расчете оборудования для исиарения жидких смесей обычно предполагается что смеси находятся в термодинамическом равновесии. Однако ясно, что это не совсем верно, так как, для того чтобы испарение происходило. должны существовать различия в температуре и концентрации. Считается, что на границах раздела пар — жидкость (т. е. там, где фазы контактируют одна с другой) равновесие постоянно. Однако возможна ситуация, когда образующиеся паровые пузыри поднимаются к поверхности и в паровое пространство, так что контакт с жидкой фазой не существует. Далее должна испаряться жидкость более тяжелая (менее летучая). Точка кипения будет соответственно повышаться, эффективный температурный напор на испарение снижаться и имеющаяся поверхность может стать недостаточной для получения необходимого режима. Такой процесс может происходить при испарении смеси на кожухе котла испарителя, осо-бешго при низких скоростях циркуляции. Кроме того, это может происходить также в трубах, где наблюдается стратификация или ухудшение в распределении потоков. [c.412]

При гравитационной сегрегации кош екция, обусловленная температурным фактором, не получает развития в залежи. За счет большей силы всплывания более легкие фракции углево- дородов со временем оказываются в верхней части залежи, а более тяжелые - в ее нижней части. Таким образом происходит своего рода стратификация нефти в залежи от ее кровли к подошве. Если покрышка залежи не является достаточно герметичной, более легкие углеводороры могут уйти из залежи. Первоначальное соотношение тяжедак и легких фракций в нефти нарушится. В ней начнут преобладать тяжелые фракции, которые могут дать начало образованию внизу слоя асфальтоподобной массы, [c.54]

Стратификация среды, обусловленная только изменением температуры (температурная, или термическая, стратификация), рассматривалась в гл. 3 и 4. Было показано, что заданная стратификация, определяемая величиной dp-x/dx, устойчива при условии dpoojdx <. драо/дх) S (см. соотношение (3.6.7)). Для [c.414]

Стратификация среды может происходить и при наличии градиента концентрации по вертикали, что и наблюдается во многих природных процессах, например в процессах переноса в океане. Стратификация, обусловленная разностью концентраций, возникает и во многих химических процессах и системах. Характеристики концентрационной стратификации среды практически такие же, как и температурной стратификации. Стратификация dpoo/dx устойчива при условии dpoo/dx (дроо/дх)s<. < 0. Для большинства жидкостей это условие в общем выполняется, если d ooldx С О для самых тяжелых компонентов. [c.415]

Исследовалось также влияние стратификации среды на характеристики течения при совместной термоконцентрационной конвекции. Подобные течения возникают, например, в том случае, если тело, рассеивающее тепло, погружено в устойчиво стратифицированную соленую воду или если факел морской воды распространяется в пресной воде с температурной стратификацией. Первый тип течения исследовался экспериментально в работе [41]. В резервуар с соленой водой помещали горизонтальный медный цилиндр с электрическим нагревом, чтобы создать восходящий факел в линейно и устойчиво стратифицированной воде. Стратификация создавалась путем послойного заполнения резервуара водой со все более высокой концентрацией соли. Результаты измерений, проведенных по прошествии некоторого времени, показали, что стратификация является приблизительно линейной. Было проведено несколько экспериментов при различных значениях параметра стратификации 5, определенного соотношением [c.417]

Обычно под неустойчивым понимается такое состояние, при котором возникающие так или иначе возмущения не затухают или даже усиливаются. Таким образом, фактическая неустойчивость и ее последствия зависят не только от неустойчивой стратификации жидкости, но и от таких факторов, как ц горизонтальный прирост количества движения жид- слой покоящейся жидкости с кости и влияние вязкости. температурной стратифика- [c.203]

В Чезапикской бухте, большой дельте на восточном берегу США, в результате цветения фитопланктона в части дельты с высокой соленостью образуются большие количества органического вешества, которое оседает в глубинные воды. Они изолированы от поверхностных вод температурной стратификацией, и разложение остатков фитопланктона приводит иногда к сезонному падению содержания растворенного кислорода и вследствие этого к гибели рыбы и беспозвоночных животных. [c.158]

НО перемешивают воду в озере в течение нескольких недель, причем температура воды в озере постепенно повышается. Описанное явление называется весенней циркуляцией. С приближением лета вода у поверхности нагревается быстрее, а сильные весенние ветры стихают, в результате чего образуется более легкий поверхностный слой. В середине лета сопротивляемость к перемешиванию верхних и нижних слоев, имеющих различную плотность воды, становится больше, и устанавливается температурная стратификация. Эпилимнион (теплый поверхностный слой) непрерывно перемешивается ветром и потоками и поддерживает рост водорослей. Гиполимнион (более холодный донный слой) содержит темную застойную воду. Хотя большую часть своей пищи рыбы находят в эпилимнноне, многие разновидности рыб предпочитают жить в более холодной воде гиполимниона. В воде, богатой питательными веществами, содержание углекислого газа в гиполимнионе увеличивается, [c.109]

Хотя единственным эффективным средством предотвращения эвтрофикации или даже восстановления качества воды является контроль над поступлением питательных веществ, применяются некоторые временные меры для уменьшения неприятных свойств эвтрофицированных озер и водохранилищ, включающие искусственное перемешивание воды, сбор растений и водорослей, химический контроль и промывку русла. Искусственная дестратификация путем перекачивания холодной воды со дна на поверхность оказалась эффективной для улучшения качества воды в резервуарах, предназначенных для водоснабжения. Перемешивание содействует поступлению растворенного кислорода в гиполимнион и понижению температуры эпилимниона. Последнее, по-видимому, вызывает сдвиг популяций водорослей от менее желательных сине-зеленых, обычно придающих воде неприятные привкусы и запахи, к зеленым водорослям, не столь вредным. В озерах, где потеря растворенного кислорода в гиполимнионе представляет серьезную проблему во время температурной стратификации, вместо перекачки можно использовать аэрацию нижележащих слоев воды. Один из распространенных способов заключается в укладке перфорированной трубы на дно для подачи и диффундирования сжатого воздуха. [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология