Глубина трения

Так как угловая скорость вращения Земли величина постоянная,, а плотность можно принять равной единице, то можно сделать вывод, что глубина трения зависит от коэффициента вязкости ц и широты места ф (рис. 35). Коэффициент вязкости ц имеет большое-значение для оценки динамического состояния среды. Определив-из наблюдений глубину трения, т. е. горизонт с противоположно направленным течением малой скорости, можно из выражения (89) получить значение ц- [c.151]

В работе Экмана рассмотрены и другие вопросы, в частности показано, что важнейшим условием в режиме течений, вызванных, ветром, служит отношение глубины моря Н к глубине трения D. [c.151]

Если море имеет глубину меньше глубины трения, то угол а изменяется от О—5 до 45°. Причем наблюдениями установлено,-что при малых глубинах и при определенном направлении ветра относительно очертаний берега моря он может иметь и левое, и правое отклонения. [c.151]

В прибрежной зоне у приглубого прямолинейного берега толща воды разбивается как бы на три слоя (рис. 36). Поверхностный СЛОЙ ограничен глубиной трения О со скоростью и, изменяющейся так, как показано на рис. 35. В нем векторно складываются поверхностное и дрейфовое течения. Нижний слой от дна до глубины О носит название придонного. Здесь трение о дно играет в какой-то мере ту же роль, что и тангенциальное трение на поверхности. От дна до глубины О направление и скорость изменяются. Между слоями О и О располагается глубинное градиентное течение, которое движется с постоянной скоростью Уг вдоль берега перпендикулярно градиенту давления. [c.152]

Для выяснения механизмов меридионального переноса тепла в Северной Атлантике интересно оценить меридиональную составляющую переноса тепла дрейфовыми течениями и сравнить их с суммарными, полученными исходя из теплового баланса поверхности. Расчет переноса тепла дрейфовыми потоками от 10 до 60° с. ш. выполнен в соответствии с формулой (4.9) до глубины трения в предположении равенства ее глубины ВКС. Среднемесячные значения вектора тангенциального напряжения были рас- [c.189]

Отсюда видно, что глубина В зависит от трения — от коэффициента турбулентной вязкости 1. Поэтому В называется глубиной трения (или глубиной действия трения ). [c.31]

При z = 2 В вектор скорости совпадает по направлению с вектором поверхностной скорости ибо в этом случае az = 2л . Но очевидно также, что ниже глубины трения скорости течения, вообще говоря, ничтожно малы. [c.31]

На рис. 7 изображена полярная диаграмма скоростей, причем стрелками обозначены скорости на глубинах, меняющихся через определенный промежуток, равный /ю от глубины трения В. Наибольший вектор, отклоненный на 45° от направления ветра (от оси 0 ), как было указано, представляет собой скорость поверхностного течения. [c.31]

Из рисунка видно, что вектор, представляющий скорость на глубине 5/)/10, т. е. на половине глубины трения, перпендикулярен к вектору С/о-Векторы, лежащие выше него, дают некоторую слагающую в направлении поверхностного течения С7о Векторы же, лежащие между ним и глубиной 1,5/), дают слагающие, направленные в противоположную сторону. Следовательно, можно констатировать, что в слое толщиной В 2 возникает течение, направленное согласно с и это — течение поверхностного слоя. Под ним непосредственно лежит слой глубинного течения, направленного в общей сложности в противоположную сторону (слагающие, нормальные к основным направлениям, рассмотрим после). [c.31]

В 1 упоминалось, что коэффициент турбулентной вязкости [х, к сожалению, остается величиной, чрезвычайно изменчивой. О какой-нибудь его универсальности, о каком-нибудь постоянстве говорить не приходится. Вот почему чрезвычайно ценным является то обстоятельство, что коэффициент трения может быть выражен через совершенно реальную величину, правда не всегда легко находимую в море, именно через глубину трения В. Выражение его вытекает из (48) [c.32]

Исследование полученных уравнений показывает прежде всего, что в случае конечной глубины скорость поверхностного течения Uo может составлять с направлением ветра весьма различные углы в зависимости от того, какова глубина моря по сравнению е глубиной трения. Действительно, тангенс угла между Uq и скоростью ветра (осью 0Y) легко найти, разделив и на г о. Выполнив простые преобразования, получим [c.33]

Более убедительный вид соотношения (56) принимают в том сл>ча , если ввести в них величину D — глубину трения и выра <ить истекшее время не в обычных единицах (звездных), а в некоторых иных, так называемых маятниковых [6]. [c.36]

Пользуясь им и вспоминая выражение глубины трения (48), представим формулы (56) в ином виде [c.36]

В тех случаях, когда глубина моря превышает глубину трения В, распределение скоростей происходит по закону, имеюш,ему громадное значение, как увидим в дальнейшем. Именно вся толща морской води, лежащая над дном выше, чем В, движется в одном и том же направлении —перпендикулярно к градиенту. Только в слое высотой В, лежащем непосредственно над дном, скорости течения меняются по величине и направлению в зависимости т расстояния от самого дна. Высоту В, следовательно, можно назвать нижней глубиной трения . [c.39]

Легко видеть, что она играет здесь роль, совершенно аналогичную верхней глубине трения в дрейфовом течении. Ведь можно вообразить, что дно моря движется относительно гидросферы, и трение между дном и придонным слоем воды играет ту же роль, что и тангенциальная сила Т при дрейфе. Вот почему скорость течения в слое, непосредственно прилегающем ко дну, отклонена на угол 45° от действующей силы. [c.39]

Самый нижний слой, охваченный придонным течением, занимает по вертикали некоторое протяжение В", которое можно назвать нижней глубиной трения. Скорости его изменяются по закону, представленному на рис. 12. [c.48]

При уменьшении глубины моря все более и более сокращается промежуточный слой глубинного течения поверхностный и придонный слои все более и более приближаются друг к другу. Если предположить, что верхняя и нижняя глубины трения одинаковы, то легко видеть, что промежуточный слой совершенно выпадает при глубине моря, равной удвоенной глубине трения, когда поверхностный слой непосредственно переходит в придонный. [c.49]

Точки, видные на ветвях годографа, взяты через каждую десятую долю глубины моря, а в тех случаях, когда глубина моря превышает 22),— через каждую пятую глубины трения (предполагается, что В = В" = В). На рис. 18, а представлены четыре кривые, соответствующие тому же случаю ветра, направленного вдоль береговой черты, но различным значениям глубины моря Н = 2,51) 1,25 В 0,5 В 0,25 В. [c.49]

Разумеется, эти вычисления грубо приблизительные. Есть основания думать, что в действительности глубина трения значительно больше 75 м и что, следовательно, промежуток времени, необходимый для достижения заданного наклона уровня моря, значительно меньше вычисленного. Вот почему нет смысла вносить дальнейшие уточнения в только что приведенные выражения, а следует стремиться к получению истинной картины путем сопоставления схемы с наблюдениями в природных условиях. [c.52]

Итак, скорость дрейфового течения прямо пропорциональна скорости ветра. Но если это так, то на основании (47) следует ожидать зависимости между скоростью ветра и коэффициентом турбулентной вязкости (см. стр. 8), или, что то же самое, зависимости между глубиной трения и скоростью ветра. [c.57]

Пользуясь формулами (108) и (109), можно получить еще одно интересное соотношение между поверхностной скоростью Uq дрейфового течения и глубиной трения. Исключая из (108) и (109) скорость ветра F, найдем [c.57]

Теперь распространим уравнения (142) — (149) на случай реального моря, где глубина моря и широта места непрерывно меняются от точки к точке. Глубину трения будем считать постоянной. Правда, Экман в своей общей теории учитывает и изменения этой величины, но так как закон изменения ее в пространстве никогда не бывает известен, то, в сущности, не стоит усложнять и без того сложные соотношения. [c.79]

При теоретическом определении элементов морского течения глубина моря может считаться постоянной только на том участке дна, где изменения глубин во много раз меньше глубины трения )". [c.82]

Сперва посмотрим, каковы граничные условия, при которых подобный анализ возможен. Представим себе прямую береговую линию неограниченного протяжения и допустим, что берег обрывается отвесно, благодаря чему непосредственно под берегом глубина превышает сумму/) +/)", т. е. сумму верхней и нижней глубин трения. [c.85]

Вспомним теперь выражения (123) и (129) для величин с и Я и примем во внимание, что глубина трения может быть приближенно выражена через скорость поверхностного течения (чисто дрейфового) и далее [27] через скорость ветра V [c.101]

На всем протяжении выкладок, заимствованных из оригинальных работ Экмана и других исследователей, развивавших его теорию, пока предполагалось, что водная среда моря однородна по температуре, солености и, следовательно, по плотности. В таких условиях легко определялась глубина, на которой практически обращается в нуль скорость дрейфового течения — это так называемая глубина трения Д, на которой скорость течения составляет Це = 0,043 от скорости поверхностного дрейфа. Между тем исследования течений в океане и на глубоких морях показывают, что нередко на весьма больших глубинах существуют течения с довольно большими скоростями. Они порождены поля плотностей, происходящей [c.122]

С достаточным приближением вместо этого сложного выражения можно записать В выражение глубины трения, полученное Экманом. [c.124]

При заданных параметрах оказалось В = м, Н = 1000 м, т. е. толщина бароклинного слоя примерно в 22 раза больше, чем глубина трения по Экману. [c.124]

Пусть, как обычно, Т — тангенциальная сила трения, действующая на единицу поверхности воды О — глубина трения V — скорость ветра — скорость дрейфового течения — коэффициент трения между во духом и водой Ьа — плотность воздуха — плотность воды со — угловая скорость вращения Земли вокруг оси — ее проекция на нормаль [c.133]

Правда, в поверхностном слое коэффициент турбулентной вязкости воды должен находиться под влиянием волнения, которого не существует при дрейфе ледяных полей. Однако, с другой стороны, воздействие неровных нижних поверхностей льдов (очень часто с подбитыми снизу ледяными глыбами, с торосистыми образованиями) на поверхностный слой воды является значительно более грубым, чем непосредственное воздействие ветра на водную поверхность. Вот почему можно, за неимением ничего лучшего, считать, что дрейфовое течение, возникающее под ледяными полями и обладающее поверхностной скоростью будет характеризоваться глубиной трения В — причем коэффициенту N будет приписано прежнее числовое значение 473, найденное выше. [c.134]

При этом новое значение глубины трения — при переменном коэффициенте турбулентной вязкости на глубинах — моя ет быть выражено через скорость ветра V по цитированной работе В. Экмана [c.152]

Здесь а можно выразить через параметры, встречавшиеся в теории течений либо через глубину трения/), либо через скорость ветра F. Тогда мояшо будет записать две расчетные формулы [c.306]

Как ни странно, никто не думал о практическом значении этого, волнового , потока, пока не появилась работа Е. Г. Никифорова, в которой впервые было обращено пристальное внимание на этот поток, неразрывно связанный с волнением [62]. Но автор цитированной работы впал в другую крайность он отрицает существование дрейфового течения, описываемого уравнениями В. Экмана, сводит весь перенос вод при ветре к волновому потоку, а так называемую глубину трения, определяемую по Экману уравнением (48) гл. I, — к глубине, на которую практически проникает волнообразное движение водных частиц. Несмотря на эти крайности, работа Никифорова сыграла важную роль, дав толчок к детальному анализу всех видов поступательного движения вод в море. [c.371]

Экман и Фредгольм [57] исследовали более простые явления — развитие дрейфового течения при возникновении постоянного ветра и развитие градиентного течения в море при возникновении градиента, постоянного во времени и на различных глубинах. Они получили довольно сложные выражения для составляюш их скоростей течений. Важно отметить, что затухание собственных колебаний (так называемых инерциальных) получилось не зависяш им непосредственно от [х — в выражениях скоростей на поверхности моря и на глубинах, если только глубины измерялись в относительных единицах (сравнивались с глубиной трения О), Это произошло потому, что [c.651]

По мере проникновения течения в толщу воды вектор скорости, все более поворачивая вправо (в северном полущарии), на> некоторой глубине становится противоположным вектору поверхностного течения (рис. 35). Величина скорости течения при этом убывает в геометрической прогрессии при возрастании глубиньЕ в арифметической. Глубину, на которой течение направлено противоположно поверхностному, Экман назвал глубиной трения,, которая определяется формулой [c.151]

В дальнейшем будет видно, что глубина трения в средних широтах м при средних скоростях ветра бывает невелика (примерно порядка 100 м). Следовательно, уравнения (52) можно применять в простой форме (47) во всяком море со сколько-нибудь значительной глубиной. Исключение составляет область мирового океана, лежащая по соседству с экватором, где fein ф стремится к нулю, а глубина трения — к бесконечности. Разумеется, пока здесь речь идет об открытом море что касается прибрежной зоны, то о ней придется много говорить в дальнейшем. [c.34]

Подобное нелепое заключение выводилось из уравнений (47), которые пытались применять к океану на экваторе лишь потому, что глубина океана там очень велика . В действительности совершенно очевидно, что как бы ни было велико абсолютное значение глубины океана в близэкваториаль-ной полосе, вместо уравнений (47) там доллшы применяться уравнения (52), выведенные применительно к морю конечной глубины. Ведь при оценке глубин критерием должна служить не сама абсолютная величина Я, а ее отношение к глубине трения H/D, Но, с другой стороны, глубина трения обратно пропорциональна корню квадратному из синуса широты. Следовательно, критерий HID прямо пропорционален корню квадратному из синуса широты (при всех прочих равных условиях). Из данных, приведенных выше (см. стр. 33), видно, как меняется угол ф при изменениях критерия HID от 0,25 до бесконечности. [c.35]

Единственным неприятным обстоятельством является лишь непостоян- с/пво величины D — глубины трения, этой величины, которая была элими нирована везде, где только представлялась возможность, но которая все же не может быть окончательно исключена из анализа течений. [c.52]

Рассмотрим прежде всего общие условия, в которых происходит движение вод в гидросфере. Как было уже упомянуто в 10, < элементарный поток можно разбить на три главных слоя 1) придонное течение с потоком Ф", охватывающее слой толщинойZ)", где2)" может быть названо нижней глубиной трения 2) глубинное течение с постоянной скоростью G, охватывающее слой между поверхностным и придонным 3) поверхностное течение с потоком Ф, скорости которого на разных глубинах слагаются из скоростей чисто дрейфового и глубинного течений. Это поверхностное течение проникает до глубины/), которую можно назвать верхней глубиной трения. В свою очередь придонное и глубинное течения образуют градиентное течение, обусловленное наклоном поверхности моря. [c.75]

Первая составляющая вихря ТТ г зависит от действия ветра — от силы Т. Она совершенно идентична с правой частью уравнения (149). Только изменчивость глубины трения В" (которую мы здесь не принимаем во вни мание) может в некоторых случаях увеличить величину го12 на 50 %. [c.81]

Мы не будем здесь считаться с изменениями глубины трения О" и широты ф. В противном случае получились бы необыкновенно сложные и громоздкие соотношения, не искупаюш иеся теми небольшими поправками, которые вносятся благодаря им в окончательные результаты выкладок. [c.86]

Все выводы сделаны в наиболее общем виде, применительно к какому-то среднему значению отношения глубины океана Н к глубине трения D и соответствующему значению величины Q в (262а). Поэтому на диаграмме рис. 54 возникло своеобразное ядро противотечения , покрытое точками и расположенное между линией расхождения струй G и линией схождения струй G. При чрезвычайно больших значениях отношения HID обе эти линии смыкаются между собой и ядро противотечения вырождается в прямую, идущую вдоль его оси. [c.108]

Уравнения П. С. Линейкина показывают, что истинные скорости течения на любых глубинах, отмеченных на кривой б, можно представить как геометрическую сумму экмановского дрейфового вектора и вектора гради-ентно-конвекционного. Векторы первого рода стремятся к хорошо известной незначительной величине на глубине трения >1, причем точное выражение для таково [c.124]

Совершенно несомненно, что при близости от материка, в том районе, где дрейфовала экспедиция Мод , эти силы должны были как-то сказаться на передвижках льдов. Но так же несомненно и то, что Свердруп был не прав, приписывая им доминирующее значение и совершенно отметая главные силы, действительно сопротивлявшиеся движению льдов,— силы трения. Ведь каковы бы ни были свойства воды в слое скачка, лежавшем на глубине 30—-40 м, всегда над ним располагался весьма однородный (опресненный) слой воды, толщина которого может ориентировочно приниматься равной половине глубины трения. Следовательно, даже если бы направление ветра оставалось неизменным, то и тогда нельзя было бы ожидать простой подвижки всего 30- или 40-метрового слоя в направлении ветра наибольшая величина соответствует слагающей потока, направленной не по ветру, а перпендикулярно к нему. В действительности же, при постоянных изменениях направления ветра, развитие экмановской спирали никогда не будет заканчиваться, поверхностные импульсы ветра практически не будут доходить до слоя скачка. Вот почему, невзирая на особенности этого подстилающего слоя, практически можно рассматривать развитие дрейфового течения так. как делается в случае непереслоенного моря. [c.133]

Как было отмечено выше, результируюш ий дрейфовый поток, охватываю-ш ий толш у морской воды от поверхности до дна, а практически до некоторой глубины В (так называемой глубины трения , где скорости уже весьма малы), может быть изображен вектором Ф, составляюш им прямой угол со скоростью ветра, или, другими словами, угол 45° с направлением поверхностного течения. Он нанесен на рис. 76. Величина этого потока выражается через поверхностную скорость о и через глубину трения В [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология