Устойчивость о тепловом источнике

Течения со свободными границами в стратифицированной окружающей среде можно изучать численным методом, как это сделано в статье [50] при рассмотрении различных распределений окружающей температуры для Рг = 0,7 и 6,7. В статье при численном моделировании факелов, восходящих в устойчиво стратифицированной среде, рассмотрены длинные тепловые источники конечного размера. Получены численные результаты при различных значениях местного параметра стратификации S, определенного аналогично тому, как это было сделано ранее, формулой [c.150]

Опираясь на это определение, проведем исследование устойчивости решения модифицированной задачи о тепловом источнике, рассмотренной в главе 3. [c.135]

В линейном случае (xi = x, 8 = 1, а=0) получается естественный результат —устойчивость автомодельного решения типа мгновенного теплового источника. [c.138]

Помимо этих двух случаев, обусловленных переохлаждением фаз, а также возможным нарушением правильного строения твердого тела, источником искажений может быть и неупорядоченность структуры кристаллов, так как при охлаждении кристалла до очень низких температур ориентационное торможение становится столь значительным, что упорядочение в расположении молекул может не успевать за охлаждением. Другими словами, беспорядок , созданный при высоких температурах под влиянием энергии теплового движения, при низких температурах бесследно не исчезает, так как возможности перемещения уменьшаются настолько быстро, что упорядочение не наступает, поэтому вещество на всех Стадиях охлаждения не будет находиться в устойчивом равновесии, отвечающем минимуму энергии Гиббса. [c.430]

Форма кривых тока и напряжения дуги переменного тока, прерывистый или непрерывный характер ее горения и устойчивость зависят от многих факторов. Главными из них являются характер источника питания (величина и частота питающего напряжения), мощность дуги, тепловое состояние газового промежутка (степень теплоизоляции дуги), параметры контура с дугой. [c.37]

В подавляющем большинстве случаев требования к системам автоматического регулирования (САР) процесса ректификации ограничиваются стабилизацией параметров, влияющих на процесс разделения. Такие САР целесообразны при небольших возмущениях и колебаниях качества продукта. При значительных изменениях количества и состава исходной смеси неизбежны продолжительные отклонения от заданного состава исходных продуктов. Чем больше количество стабилизированных независимых переменных, тем проще осуществить устойчивое регулирование работы ректификационной колонны. Однако стабилизировать все независимые переменные, что исключило бы нарушение заданных теплового и материального балансов колонны, невозможно из-за технических или экономических условий проведения процесса разделения. Так, например, практически трудно стабилизировать состав исходной смеси обычно поступающей с предыдущей операции, а изменение состава может быть основным источником возмущения процесса. Кроме того, поскольку исходную смесь стремятся подавать при температуре кипения, необходимо стабилизировать температуру питания. [c.261]

Энергию, накопленную на дне солнечного пруда, можно использовать для работы электростанции. Интересен вопрос о том, нельзя ли поверхностный слой пруда, температура которого близка к температуре окружающей среды, использовать для сброса тепла с электростанции. Это позволило бы отказаться от дополнительного водоема для сброса тепловой энергии. Однако, если осуществить эту идею, циркуляционное течение, используемое для сброса тепла, будет вызывать повышение температуры поверхностного слоя. Это может привести к возмущению стабилизирующей градиентной зоны и неблагоприятно повлиять на эффективность работы солнечного пруда. Указанная проблема исследовалась аналитически и экспериментально в работе [46]. Было установлено, что градиентная зона весьма устойчива. Она испытывает лишь слабые возмущения при создании течения, если источник и сток расположены вблизи поверхности. При другом расположении этих устройств или других условиях втекания необходима большая осторожность, чтобы избежать возникновения существенных возмущений в градиентной зоне. [c.427]

На диаграмме устойчивости (рис. 11.8.2) показаны траектории движущихся вниз по течению возмущений заданной частоты. Расчет выполнен для сравнения с результатами экспериментов в воздушном факеле при плотности теплового потока от линейного источника тепла Q = 56,3 Вт/м. Сравнение с данными, приведенными на рис. 11.1.3, показывает, что траектории возмущений для течения в факеле и около вертикальной поверхности сильно различаются. Основное течение в факеле усиливает возмущения, частота которых не превышает некоторого предельного значения, но все они, смещаясь вниз по потоку, в конце концов затухают. Несомненно, в действительности картина иная —для некоторых усиливающихся возмущений становятся важными другие линейные и нелинейные механизмы неустойчивости. [c.87]

Экспериментальные данные работы [120] позволяют проверить эти результаты расчета характеристик устойчивости. На интерферограммах (рис. 11.8.1) видны размеры области, занимаемой тепловым слоем. Возмущения возбуждались вибратором, который виден около источника теплового факела. Наиболее сильно развивались низкочастотные возмущения, что очень хорошо согласуется с результатами расчетов, приведенных на рис. 11.8.2. [c.87]

В работе [14] описывается экспериментальное и теоретическое исследование турбулентного конвективного течения, индуцированного источником подъемной силы в ограниченной области (см. рис. 14.7.1). Такой источник создает тепловую струю, которая поднимается и распространяется по потолку полости, что приводит к образованию устойчиво стратифицированного слоя, который со временем увеличивается по высоте. Как отмечалось в гл. 12, температура на оси струи снижается с увеличением высоты над источником. Температура в области, лежащей под верхним стратифицированным слоем, продолжает оставаться равной температуре в полости до возникновения конвекции. Температура в верхнем нагретом слое убывает по вертикали вниз от потолка полости к границе раздела между верхней и нижней областями. На рис. 14.7.1,6 приведена картина течения, на которой показаны боковое подсасывание в струю и направленное вниз движение нагретого верхнего слоя. На рис. 14.7.1, а показана примерная зависимость температуры (и соответствующей плотности жидкости) от вертикальной координаты х как в струе, так и в окружающей струю жидкости на достаточном удалении от нее. Местоположение границы раздела и распределение температур показано для двух моментов времени, и т, после начала подачи теплового потока Qo. [c.312]

Структурные представления в химии выступают как важнейшие при описании не только твердого состояния вещества и индивидуальных молекул в газовой фазе, но и жидкого состояния, в том числе растворителей и растворов. Важнейшей особенностью структуры является ее устойчивость к различным физическим воздействиям (полей — гравитационного, электрического, магнитного, электромагнитного, теплового и др.) и воздействию химических реагентов, которое по существу сводится также к воздействию физических полей, источником которых является реагент. [c.21]

Далее, важна устойчивость образцов к воздействию светового и теплового излучений, так как в процессе измерений образцы подвергаются действию лучистой энергии в течение определенного, причем иногда довольно длительного периода времени. В зависимости от конструкции спектрофотометра или метода проведения измерений лучистый поток, падающий на образец, может быть либо ограничен узким спектральным интервалом, либо содержать все длины волн в спектре излучения встроенного источника света. Последний случай может оказаться неблагоприятным для образца, так как сфокусированный на нем пучок обычно обеспечивает высокую интенсивность облученности поверхности (как в видимом, так и инфракрасном диапазонах спектра), что вызывает нагрев образца и, возможно, изменение его спектральной характеристики до завершения измерений. Помимо нагрева падающий поток может также вызвать в процессе измерений обесцвечивание образца с последующим изменением спектральной характеристики. [c.126]

Процесс установления устойчивого горения однородной топ-ливо-воздушной смеси разрядом большой длительности можно представить следующим образом. Предполагается, что линейный источник зажигания подводит теплоту, необходимую для повышения температуры нагреваемой зоны до температуры пламени. Начальное пламя будет распространяться, если нагретая зона имеет соответствующий объем, удовлетворяющий условию, согласно которому скорость выделения тепла в объеме должна быть равна или больше скорости тепловых потерь из объема. Имеется в виду также дополнительное требование длина линейного источника должна быть равной критическому расстоянию, чтобы устранялись гасящие эффекты электродов. Тепловые потери из нагретой зоны к электродам и в свежий газ, имеющие место в период существования искры, не учитываются не учитывается также тепло, выделяющееся за этот период в результате какой-либо химической реакции. [c.42]

Температура ионного источника может оказывать и иное заметное влияние на масс-спектр — не за счет осуществляющихся химических превращений. При попадании в ионизационную камеру молекулы не обязательно ионизируются немедленно благодаря низкому давлению паров (большая средняя длина свободного пробега) молекулы до ионизации могут многократно сталкиваться со стенками камеры. При каждом таком столкновении со стенкой, даже если и не наблюдается химических превращений, может происходить перераспределение тепловой энергии. Ионизационные камеры источников с ионизацией электронным ударом обычно имеют температуру от 150 до 250° С, так что до ионизации молекула может получить довольно много тепловой энергии, которую следует учитывать наряду с энергией, сообщаемой молекуле при ионизации. Таким образом, молекулярный нон обладает избытком энергии, полученной и от горячего источника, и от ионизирующих электронов. Экспериментально найдено, что эти термические эффекты почти не обнаруживаются по масс-спектрам ароматических соединений, имеющих достаточно устойчивую структуру, однако по масс-снектрам алифатических соединений часто наблюдается резкое усиление степени фрагментации под влиянием температуры. На рис, 4.8 приведены для сравнения частичные масс-спектры пептида при различных температурах ионного источника нетрудно заметить, что интенсивность пика молекулярного иона резко снижается при [c.93]

Приведенные примеры свидетельствуют об эффективности сочетания методов теории теплового режима горения с аэродинамическим расчетом, проведенным на основе решения уравнений переноса без источников. Как и в ряде других случаев,, сочетание различных методов исследования значительно расширяет круг рассматриваемых вопросов и позволяет более полно отразить физическую сущность процесса. Обобщение аэродинамической теории на случай соизмеримых скоростей реакции и диффузии делает возможным исследование не только самого процесса стационарного горения, но его устойчивости. Эти вопросы приобретают исключительно большое значение в связи с постоянной тенденцией к дальнейшей интенсификации процесса горен в различных технических устройствах. [c.23]

Для возникновения такого фронта достаточно на одном из его участков создать местное повышение температуры, обеспечивающее воспламенение смеси (введение постороннего источника тепла в виде электрической искры, раскаленного тела или огневого факелка). Такое поджигание в пределах известных умеренных форсировок обеспечивает после удаления постороннего теплового источника устойчивое продолжение горения. Однако существует обоснованное мнение [Л. 86] о том, что действительно устойчивой частью этого конусообразного фронта горения является только нижняя периферийная часть его, прилегающая к краям трубчатой горелки, где конус загибается с развертыванием краев на горизонталь и где, следовательно, должно соблюдаться условие со8Ч) = 1, т. е. = Этот участок [c.225]

Только одна из двух равновесных точек представляет реально наблюдаемую систему, которая устойчива по отношению к небольшим возмущениям. Предположим, что в точке 2 температура Тг возрастает за счет какого-либо теплового источника до значения Тг и поддерживается такой, пока не будет достигнуто квазистационарное значепке Хц Ог, совместимое с уравнением (3). Это значение Хг/О,- меньше, чем начальное значение в точке 2. Если бы температура Т г поддерл<ивалась теплопередачей через границу следа, то отношение Х1/0г уменьшилось бы по отношению к точке 2, но это уменьшение, необходимое для сохранения теплового баланса, оказывается меньшим. Таким образом, в результате чрезмерного уменьшения х Ог, обусловленного преждевременным возникновением пламени, создается дополнительная поверхность для передачи избыточной теплоты в циркулирующую массу, что еще больше повышает ее температуру. В результате происходит дальнейшее уменьшение Х /Ог н при этом нельзя вернуться к исходной точке 2. Небольшое уменьшение температуры Т,- по отношению к равновесному значению в точке 2 приводит к чрезмерному увеличению Xi/D, по [c.178]

С2 (to/t) W ( , I) + бСз W (I, 3/2) + о [Ш 1 (7.86) где Сг — коэффициенты разложения функции Oo(S) в ряд Фурье по собственным функциям оператора (7.79) — (7.80). Таким образом, автомодельное решение, построенное в главе 3, оказалось устойчивым относительно малых возмущений. Как видно, в данном случае константа А также оказалась измененной Л =Л+бсо, так что инвариантность принятого нами определения устойчивости автомодельных решений используется и в этом случае. Проведенное выше исследование устойчивости решения модифицированной задачи о тепловом источнике было выполнено В. И. Керчманом [52]. [c.138]

В работе (23) было показано, что в цетробежной форсунке, если плотность жидкости, истекакхцей из нее, значительно превышает плотность окружающей среды, течение устойчиво и регулярные колебания не возникают, т.е. в такой системе "прецессионный механизм колебаний в принципе невозможен из-за большой разницы массы первичного и вторичного вихрей. Однако центробежная форсунка подает топливо в камеру и непосредственно за ней происходит горение, поэтому температура за форсункой от ее газового вихря (являющегося в принципе четвертьволновым резонатором) до зоны горения очень резко меняется, особенно если через форсунку подается криогенный компонент. На рис. 7.9 схематично показана зависимость изменения температуры от газового вихря форсунки до фронта пламени одной из теплонапряженных камер сгорания. В работах К.Ф. Теодорчика, Чу приведены результаты экспериментального исследования возбуждения колебаний в резонаторе с большим градиентом температуры и с тепловым источником постоянной мощности. Показано, что подводя тепло к газу в резонаторе от источника постоянной мощности, можно генерировать колебания. Прежде чем приступим к математическому описанию явления, объясним физически механизм теплообмена, вызывающий термоакустические колебания. [c.256]

Как и при кинетическом горении, для стабилизации фронта горения турбулентного диффузионного факела устойчивое поджигание может быть достигнуто с помощью постоянно действующего постороннего источника тепловой энергии ( дежурные огни в заторможенной части потока и т. п.). Однако опыт показывает, что в подавляющем большинстве случаев, при не слишком чрезмерных форсировках горелки, применение посторонних (источников поджигания не вызывается необходимостью. Они предусматриваются только для целей р Озжига, т. е. применяются в период стабилизации [c.232]

В зависимости от уровня температуры среды Го (считая его в каждом случае неизменным) возможно множество различных кривых 2а, 26 и т. д. При низкой температуре среды Го кривая 2а теплоотдачи пересекается с кривой 1 в двух точках Л и Б, определяющих состояния теплового равновесия частицы. В точке А, соответствующей низкотемпературному окислению не-воспламененной частицы, тепловое равновесие ее устойчиво. При отклонении температуры частицы от Га в сторону снижения теплоотдача станет меньше и в частице появится избыток тепла, возвращающий ее к температуре Га- Для повыщения температуры частицы сверх Гд требуется непрерывный дополнительный подвод тепла от внешнего источника, который компенсировал бы презыще-вие теплоотдачи Q над собственным тепловыделением Qx. При прекращении подвода внещнего тепла температура частицы, если она оставалась ниже Г5, вновь снизится до Га. Следовательно, при любой температуре ниже Гб саморазогрева. т. е. воспламенения частицы, произойти не может, а состояние теплового равновесия ее со средой в точке А соответствует условию [c.12]

Таким образом, параметром, определяющим влияние тепловой выталкивающей силы на течение, является комплекс Ог /Ке2. При малых величинах Ог /Не х можно найти решение описанным выше методом возмущений. Но вдали от сопла, как сказано выше, пограничный слой рассчитывается численным методом, причем подведенная тепловая энергия и подведенное количество движения задаются в выходном сечении сопла х = 0. В статье [14] рассмотрено такое течение в изотермической или устойчиво стратифицированной окружающей среде. Решение определяющих течение параболических уравнений получено конечно-разностным маршевым методом. В статье рассмотрены и факелы, и восходящие струи. Найдено, что в обоих случаях характеристики течения далеко вниз по потоку стремятся к характеристикам осесимметричного факела, образованного сосредоточенным источником тепла. По мере того как воздействие тепловой выталкивающей силы становится преобладающим, характер течения приближается к течению в тепловом факеле (см. обзоры Листа [22] и Джалурия [17]). [c.200]

Многие авторы [23, 62, 71, 75] проявляют также значительный интерес к исследованиям устойчивости и процессов переноса в жидких слоях, находящихся под воздействием распределенного источника тепла д ". В качестве приложений полученных результатов можно назвать проблемы расплава активной зоны ядерных реакторов, а также исследования квазижидкой мантии Земли. При этом рассматривались различные тепловые режимы на границах, например случай = и, а также случай адиабатической нижней граничной поверхности. Проводились экспериментальные исследования этого вопроса [45]. [c.228]

Реакция горения мон<ет начаться под влиянием местного нагрева смеси в очень ограниченном объеме при помощи электрической искры, калильной спирали, раскаленного твердого тела или устойчивого микрофакела. В этом случае горение может при известных условиях распространиться также на весь объем, но уже не в форме теплового взрыва, а за счет перемещения фронта пламени, возникшего у источника зажигания. Перемещение фронта пламени и вовлечение в реакцию всего газа, заключенного в сосуде, может быть относительно медленным (десятки сантиметров или метры в секунду) в случае так называемого теплового режима горения или очень быстрым (сотни и тысячи метров в секунду) в случае детонационного горения. [c.127]

Несмотря на значительные допущения, модель позволяет достаточно точно предсказать появление нестабильности (и даже режим нестабильности) при физической массопередаче. Об этом свидетельствует, например, ряд экспериментальных исследований [ПО]. Однако в некоторых случаях нестабильность наблюдалась и тогда, когда теория предсказывала устойчивость системы. Возможно, это объясняется наличием тепловых эффектов, ие учитываемых в теории Стернлинга и Скривена. Теоретический анализ самопроизвольной поверхностной конвекции при теплопередаче между фазами выполнен Д. Пирсоном. Линде рассмотрел случай физической массопередачи, при которой граница раздела фаз является источником или приемником тепла найдено, что выделение тепла на границе раздела фаз ведет к стабильности системы, в то время как поглощение тепла — к [c.94]

Наиболее эффективно зажигающее кольцо только в области ламинарных режимов. С повышением форсировки горелки размеры и тепловая мощность этого кольца сильно уменьшаются и оно постепенно теряет роль источника зажигания. Для обеспечения устойчивой работы горелок без отрыва пламени иримепяют различного рода искусственные приемы стабилизации иламени, о чем будет сказано нпже. [c.125]

Адсорбционные слои поверхностно-активных веществ (ПАВ) в результате теплового движения сегментов молекул, образующих этв слои, могут быть также источником энтропийного отталкивания коллоидных частиц (энтропийный фактор устойчивости). Особое значение энтропийный фактор устойчивости приобретает для коллоидных систем в присутствии высокомолекулярных стабилизаторов, длинные и гибкие цепи которых способны совершать микроброунов-ское движение. При сближении частиц, несущих адсорбционные слои из молекул такого стабилизатора, происходит сильное уменьшение энтропии адсорбционного слоя, что противодействует агрегированию частиц. Возможно и другое истолкование энтропийного фактора устойчивости, основанное на том, что в результате микроброунов-ского движения гибких цепных молекул, адсорбированных только в отдельных местах на поверхности частиц, может возникнуть осмотическое всасывание среды адсорбционной оболочкой, что, конечно, будет препятствовать сближению частиц и их агрегированию. [c.97]

Аэродинамическая модель факела неиеремешанных газов отражает лишь некоторые, хотя и весьма существенные, стороны сложного явления. Она, в частности, не позволяет определить ряд важных характеристик процесса, связанных с кинетикой химических реакций (полноту сгорания, условия стабилизации пламени и т. д.) Предельной схеме диффузионного горения при бесконечно большой скорости реакции отвечает в сущности единственный абсолютно устойчивый режим, при котором осуществляется полное реагирование исходных компонентов. Влияние режимных параметров на тепловой режим факела и его устойчивость принципиально не может быть учтено в рамках такой модели. Прямой путь расчета процесса при конечной скорости реакции связан с интегрированием системы дифференциальных уравнений в частных производных, содержащих нелинейные источники тепла и вещества. Он не получил достаточного распространения из-за значительных математических трудностей, с одной стороны, и отсутствия надежных данных о макрокинети-ческих константах, с другой. Это делает, видимо, нецелесообразным проведение в настоящее время массовых численных расчетов газовых пламен на ЭВМ, Отмеченное обстоятельство стимулирует развитие приближенных аналитических методов, сочетающих идеи теории пограничного слоя и теории теплового режима горения [27]. [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология