Флуктуации в жидкостях

Рассмотрим плоскопараллельное стационарное течение несжимаемой жидкости, ограниченной динамически гладкой непроницаемой поверхностью, при отсутствии продольного градиента давления. Ось х направим по течению, а ось у — перпендикулярно граничной плоскости. Тогда уравнения, описывающие поведение флуктуаций скорости в турбулентном потоке, получаемые вычитанием уравнении Рейнольдса из полных уравнений Навье—Стокса, примут вид [c.171]

В основе рассмотренного механизма перехода молекул жидкости в возбужденное состояние лежат обусловленные самопроизвольно протекающими в жидкости флуктуациями процессы локальной самоорганизации структуры жидкости типа беспорядок— порядок . В последние годы такого рода процессам, приводящим к образованию пространственного порядка в физических, химических, гидродинамических и других системах, уделяется большое внимание. Возникла новая научная дисциплина— синергетика, изучающая процессы самоорганизации в различных системах [14, 15]. Описанный механизм возбуждения молекул в жидких углеводородах и их смесях — одно из проявлений изучаемых синергетикой процессов самоорганизации. [c.28]

Неравномерное распределение локальных скоростей потока имеет в основном значение только при ламинарном движении жидкости (см. стр. 330). В остальных случаях главную роль играют либо флуктуации и завихрения (турбулентное движение), либо молекулярная диффузия (ламинарное движение газов). Для сов- [c.322]

Указанный выше статистический характер упорядоченного расположения молекул в жидкости приводит к тому, что в жидкости (как и в газе) имеются всегда временные местные отступления от средней плотности и ориентации. Эти флуктуации плотности и ориентации тем реже осуществляются в данной области, чем они больше по величине. В жидкости флуктуации всегда имеются, но они особенно велики вблизи критической точки, где вызывают опалесценцию. [c.162]

Однако характер неустойчивости фазы на отдельных участках кривой аЬ различен. Рассмотрим состояние фазы на участке кривой между точками с и (I, являющимися точками перегиба кривой [( 02f/ЭV )J,= O]. Пусть это будет уже рассмотренная точка Р . Участок кривой около этой точки изображен в большем масштабе в верхнем правом углу рисунка. При небольших местных изменениях удельного объема фазы, а именно—увеличении и соответственном уменьшении его в соседних участках системы (флуктуации плотности), изохорные потенциалы Г" и Р " этих участков в совокупности образуют более устойчивую систему (изображенную точкой Ру), чем исходная. Дальнейшее изменение подобного рода для участков с потенциалами Р и Р" приведет к новому уменьшению суммарной величины Ру, и, таким образом, лабильная фаза с объемом распадется на две фазы (а и 6) с различными удельными объемами. Так как местные флуктуации плотности жидкости закономерны и неизбежны, то существование фазы на участке кривой ей невозможно, а ее распад произойдет самопроизвольно. На участке с<1 фаза внутренне неустойчива, или лабильна. [c.368]

Иные условия существования фазы на участках кривой ас и 6, где знак кривизны обратный. Флуктуации плотности приведут здесь к образованию неоднородной системы с более высоким значением f, и образовавшаяся неоднородность ликвидируется с понижением изохорного потенциала. На участках ас и М фаза обладает внутренней устойчивостью. Одновременно она неустойчива по сравнению с сочетанием фаз а и Ь. Стоит в фазе, которой отвечает участок ас, появиться зародышу фазы Ь, или в фазе, соответствующей участку М,— зародышу фазы а, как эти фазы необратимо перейдут в смесь устойчивых фаз а и Ь. Состояние фаз на участках ас (перегретая жидкость) и йЬ (пересыщенный пар) называется метастабильным. [c.369]

Вначале следует рассмотреть такие установившиеся условия, ири которых составы жидкости и газа, усредненные для определенного участка аппарата, а также по отношению к любым временным флуктуациям, являются статистически постоянными. Примером могут служить сосуды с мешалками, через которые проходят непрерывные потоки жидкости и газа, причем каждая фаза в отдельности перемешивается внутри аппарата столь тщательно, что ее усредненный во времени состав одинаков во всех точках. В качестве другого примера можно взять короткий вертикальный участок насадочной колонны (или колонны с дисками, шарами или орошаемой стенкой). [c.98]

Представление о движении узлов кристаллической решетки в жидкостях приводит I выводу о наличии флуктуаций значений координационных чисел, характери-зуюш,их как собственно решетку, так и сольватную оболочку данной молекулы. По данным работ [91 и [10], отклонения в значениях первого координационного числа достигает 25—30%, а второго 45— 50%. Очевидно, что при отклонениях >50% понятие координационного числа теряет смысл. Соответственно теряет смысл и представление о сольватирующем слое выше второго. Функция распределения первых координационных чисел для воды представлена на рис. 2.4, из которого следует, что [c.30]

Для понимания кинетики реакций в жидкостях существенное значение имеют представления о законах движения молекул в жидкостях, основанные на теории Френкеля. По этой теории молекула жидкости колеблется с некоторой частотой (близкой к частоте колебаний атомов в кристалле) внутри свободного объема, ограниченного соседними молекулами. Такой объем принято теперь называть клеткой . Время от времени, в момент повышения кинетической энергии за счет ее флуктуации, молекула перескакивает в другую клетку. По уравнению Френкеля время пребывания в одной клетке, или время релаксации т, связано с периодом колебания Тц отношением [c.31]

Ж/Ж Эмульсии Технологические эмульсии, смазки, ас-социаты и флуктуации плотности в жидкости [c.21]

При диспергировании газов в жидкости в аппарате с механической мешалкой размер газовых пузырей определяется равновесием между силами поверхностного натяжения и силами, обусловленными турбулентными флуктуациями. При коалесценции размер пузырей зависит от их слияния, которому препятствует турбулентное движение. При этом диаметр пузырей ( пропорционален или [c.457]

Периодически изменяющаяся субмикроскопическая неоднородность жидкости вследствие теплового движения молекул (флуктуации) [c.22]

Кислых В. И., Флуктуации числа частиц твердой фазы в слое, псевдоожиженном жидкостью, Инж.-физ. ж., 10, № 5, 644 ( 966). [c.583]

Доминирующая гипотеза о зарождении паровых пузырьков состоит в том, что они образуются в результате флуктуаций плотности жидкой фазы. Случайные образования ( зародыши паровой фазы ) получают дальнейшее развитие только в том случае, если удовлетворяется условие равновесия основных сил, действующих на них. К этим силам относятся силы давления окружающей пузырек жидкости и пара внутри пузырька и сила поверхностного натяжения самого пузырька. Если форма пузырька близка к сферической, то равновесие этих сил, определяемое соотношением Гиббса, принимает вид [c.213]

Увеличение кинетической энергии газа при повышении способствует, помимо создания дополнительной доли ПКФ, также и увеличению флуктуирующей кинетической энергии единицы массы жидкости. Поэтому возрастает скорость флуктуации структурных параметров и, в первую очередь, поверхность неоднородности. Следствием является увеличение значений 8. [c.74]

Высокоинтенсивная турбина (рис. 3, б) создает иной профиль интенсивности потока и характеризуется наличием зоны очень высокой турбулентной интенсивности (0,95 уел. ед.) вблизи от края турбины. Это означает, что при избыточной производительности больше энергии приходится на флуктуации (местное перемешивание). Очень высокая интенсивность указывает также на мгновенные обращения потоков (это можно было наблюдать лишь благодаря применению лазерного анемометра). Мгновенные отрицательные скорости, влияя на среднюю скорость, уменьшают среднее время пребывания жидкости у края импеллера. Это объясняет падение участка кривой с увеличением соотношения г/Я. [c.179]

Образование зародышей жидкости в паре имеет статистический характер и связано с возможностью появления в паре флуктуаций. Флуктуацией называется самопроизвольное отклонение распределе- [c.376]

Малые количества ионизированного вещества вводят в жидкость, находящуюся в смесителе. Флуктуации концентрации определяют путем измерения электропроводности. Недостатком этого метода является загрязнение жидкости, находящейся в смесителе. [c.85]

Измерения коэффициентов продольной диффузии в зернИ етом слое при стационарном поле концентраций по схеме рис. III. 1 затруднительны. Даже при небольших скоростях жидкости концентрация примеси падает столь быстро, что величину Хо = Dijii невозможно измерить с достаточной степенью точности. При понижении же скорости сушественное значение приобретают ее флуктуации и конвективные токи, возникающие в жидкости из-за разницы в плотностях потока. [c.98]

При 5с 1 процессы обмена в зернистом слое можно рассматривать с позиций внешней задачи даже при Кеэ < 1. В этих условиях усреднение коэффициента обмена, реализуемое в эксперименте, эквивалентно нахождению его среднего значения для всех элементов слоя [12], поскольку изменение движущей разности концентраций (температур) по длине слоя невелико. Средний коэффициент обмена, найденный при флуктуациях скорвсти жидкости в зернистом слое, не должен сильно отличаться от такового, найденного при среднем значении скорости, поскольку при ламинарном течении зависимость коэффициента обмена от скорости слабая (ЫЫз Квз ) Этим можно объяснить хорошее совпадение опытных данных при 5с I с теоретической зависимостью вплоть до Кеэ = 0,01 (рис. IV. 18, б). [c.163]

Энергия активации реакций (О ) является функцией /макс и п. Она убывает с ростом произведения и аксП. Второй со1мно-житель — га —изменяет свое значение с температурой. Характер этого изменения можно оценить, если воспользоваться анализом функции Цп) —функции обусловленного флуктуациями распределения молекул в заданном объеме жидкости [33] [c.37]

Характерный для жидкости вид функции ф (4), выраженной в виде отношения локальной плотности к средней плотности жидкости, в зависимости от межмолекулярного расстояния представлен на рис. 2.2. Как следует из этого рисунка, на расстоянии до 4—6 межмолекулярных расстояний в жидкостях наблюдается некоторая упорядоченность, выражаюнцаяся во флуктуациях плотности и аналогичная упорядоченности расположения атомов в кристаллической решетке твердого тела. Вместе с тем по рис. 2.2 можно установить, что под влиянием теплового движения ближний порядок, обусловленный межмолекулярными силами, нарушается и на расстояниях больше указанных полностью исчезает. Такая структура [c.29]

Удобнее встраивать УЗ-волновод в дно реактора (рис. 10). При этом в случае обработки стационарною слоя исчезает проблема учета изменения высоты обрабатываемого слоя, связанная с оттоком легких фракций. Интенсивность (амплитуду) У 3-поля необходимо рассчитывать с тем условием, чтобы энергия его силового воздействия превышала энергию броуиовског о движения, но не приводила к появлению крупномасштабных конвекционных течений. Ультразвук в жидкости, как правило, представляет собой продольные упругие волны. Амплитуда УЗ-поля задаст разницу перепада давлений между точками максимума и минимума, а частота определяет расстояние между ними, то есть задает величину градиента давления. Таким образом, градиент давления, а, следовательно, степень усиления флуктуаций, можно ре1 улировать, изменяя как частоту, так и интенсивность УЗ-поля. [c.25]

Для ориентировочных расчетов среднего расширения слоев, псевдоожи-жеииых жидкостями и газами, в зависимости от скорости фильтрации (исключая поршневой режим и вообще область сильных флуктуаций уровня) рекомендуется [щтерполяционная формула Тодеса, Горошко и Розенбаума [111-5] [c.445]

Потоки, возникающие в аппарате с мешалкой, могут влиять на ход протекающих в нем процессов. Импеллер является устройством, сообщающим движение той среде, в которой он установлен. Важными характеристиками Потока являются средняя скорость жидкости внутри ее объема и флуктуации турбулентности, на-кладывающиеся на среднее значение скорости. В рабо е [1] обсуждается, как характеристики потока могут влиять на ход процесса. В настоящей статье продемонстрировано влияние типа импеллера на характеристики потока. [c.176]

Поскольку поток в емкости турбулентный (либо из-за большого количества энергии, подведенной к мешалке, либо из-за низкой вязкости перемешиваемой жидкости), типичная кривая скорости жидкости имеет ха рактер, приведенный на рис. 3. Флуктуации скорости и можно выразить в -ареднеквадратичных значениях, что очень часто используется при оценке турбулентности в точке. Поэтому в дополнение к вышеприведенньш определениям, основанным на средней скорости в точке, авторы располагали таким же числом определений на основе ареднеквадра-тичных флуктуаций скоростей (и ) в точке. Их значения п ред-ставляют интерес при различных скоростях рассеяния энергии, поскольку оно является одним из главных вкладчиков в среднеквадратичное значение и. [c.193]

Когда однородная конценпрация перемешиваемой жидкости более желательна, чем высокоинтенсивное турбулентное диспергирование подаваемых компонентов в подводящем трубопроводе, возможно, лучше лодавать сырье в более спокойную область меньших флуктуаций. [c.202]

В жидкости, где молекулы упакованы менее плотно, чем в твердом хеле, амплитуда движения молекул больше. Однако удельная теплоемкость вещества в жидком состоянии (при температуре вьпне точки плавления) почти такая же, как и в твердом состоянии, что подтверждает ячейковую модель жидкости. Недостаток этой модели—свсбсдный сбмен молекулами между отдельными ячейками не допускается. Для битумов этот запрет можно обойти, если принять, что элементами, которые образуют структуру жидкости, являются не молекулы, а ассоциативные комплексы. Такие элементы можно считать очень близкими по своим свойствам, а их величина так же, как и высокая вязкость, должна значительно снизить флуктуации плотности. Такую систему можно поэтому сравнить с твердым телом неупорядоченного строения. [c.20]

Далее приведены сведения о методике изучения центральной компоненты триплета Мандельштама — Бриллюена, распределение частот в которой отражает движения, обусловленные флуктуациями энтропии. Для однородной однокомпонентной жидкости ширина этой линии определяется температуропроводностью, для смеси основной вклад вносит процесс диффузии. Исследование этих процессов проводится с помощью методики, называемой спектроскопией оптического смешения. Эго сравнительно новое направление, развившееся на грани между оптикой и радиотехникой. [c.12]

Рассматриваемая в данном параграфе методика относится к новой, развивающейся группе методов измерений теплофизических свойств, основанной на изучении упруго-термических и термоупругих явлений /1, 2/. Сущность ее заключается в определении изменений температуры, возникаквдих в жидкости при быстром подъеме или сбросе части давления, под которым жидкость находится. Быстрое изменение -это изменение за время, значительно меньшее характерного времени рассасывания флуктуаций температуры за счет процесса теплопроводности. [c.14]

Физическая причина сушествованм деполяризованного рассеяния в жидкости - наличие флуктуаций анизотропии диэлектрической прони-хшемости 0(1 которые, в свою очередь, ддя жидкостей с оптически анизотропными молекулами определяются локальной неравномерностью в ориентации молекулярных осей. Флуктуации к ( ) пяются функциями времени, так как свет, рассеянный в них, оказывается промрдулированным этой функцией, что и определяет его спектр. Применяя обратное фурье-преобразование к спектральному распределению интенсивности рассеянного света, мы получаем временную корреляционную функцию, характеризующую процесс переориентации молекул. [c.29]

Было выяснено, что эффект Дюфора, специфический эффект, присущий именно растворам, не оказывает заметного влияния на перенос тепла в смесях жидкостей /124, 123/. Специфическим механизмом рассеяния, проявляющимся в термическом сопротивлении смесей, может быть рассеяние на флуктуациях концентрации. Если носителями являются фононы, то речь идет о рэлеевском рассеянии фононов, рассеянии на малых флуктуациях. (Аномально большие флуктуации концентрации в окрестности критической точки не могут существенно влиять на этот процесс, так как фононы распространяются внутри них, критическая теплопроводность растворов отрицательных аномалий не имеет.) Исходя из таких соотношений, можно получить формулу [c.80]

Допустим, что в жидкой фазе некоторые из молекул или же все молекулы полярны, Дипольные момшты полярных молекул могут быть неодинаковы. Если жидкость изотропна, то средний электрический момент любой макроскопической области, имеющей объем К, должен быть равен нулю (= О). В ходе теплового движения молекул в объеме У могут возникать анизотропные флуктуации, в результате чего электрический момент Л7 макроскопической области будет отличаться от нуля. [c.124]

Если состояние жидкости не соответствует непосредственной окрестаости жидкость - пар, то плотаость вероятаости возникновения флуктуации подчиняется нормальному распределению. Это утверждение - следствие принципа Больцмана (см., нащ)имер, /55/). Распределение модуля электрического момента макроскопической области У [c.124]

Поэтому с ростом М вероятность его возникновения быст о падает. Средний квадрат флуктуации электрического момента определяется уравнением, вывод которого имеется в монографии Г.Фрелиха /46/ [c.125]

Эта реакция не имеет теплового и объемного эффектов. Она не вносит вклада во флуктуацию плотности и вязкое течение, но изменяет поляризацию жидкости и, следователыю, наблюдается методами диэлектрической радиоспектроскопии. [c.173]

Еще один вид нестабильности — Бенарда — происходит вследствие флуктуации плотности. Она может возникнуть и в гомогенных системах, подобно нестабильности Толмина — Шлихтинга, тогда как нестабильность Кельвина — Гельмгольца и Релея — Тейлора характерны для гетерогенных систем. Флуктуации плотности состоят в том, что под влиянием тех или иных причин (например, градиентов температуры, концентрации) более тяжелые слои оказываются над более легкими. Тогда под действием гравитационных сил начнется перераспределение слоев жидкости, чему, однако, будут препятствовать силы внутреннего трения. [c.30]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология