Описание движения частиц в газе и жидкости

К числу экспериментально полученных результатов, математическое описание которых не может быть получено на основе теории, базирующейся на допущении о том, что тензор напряжений твердой фазы псевдоожиженного слоя имеет такой же вид, как и тензор напряжений идеальной жидкости, относятся результаты исследования траекторий движения твердых частиц слоя, обусловленного подъемом пузыря [127]. Траектории движения частиц идеальной жидкости, вызванного подъемом в ней сферического пузыря имеют характерную петлеобразную форму [114]. Однако подобных траекторий движения твердых частиц при подъеме газовых пузырей, в псевдоожиженном слое не наблюдается. Поэтому Габор [127] рассматривал возможность использования различных моделей тензора напряжений твердой фазы слоя при описании движения твердых частиц, вызванного подъемом пузырей. Предполагается, что порозность псевдоожиженного слоя постоянна всюду вне пузыря, а членами в уравнениях гидромеханики, пропорциональными плотности газа, можно пренебречь. Тогда система уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя принимает следующий вид [c.172]

Описание движения частиц в газе и жидкости [c.149]

Во многих процессах химической технологии — абсорбции, ректификации, экстракции и т. д. происходит движение двухфазных потоков, в которых одна из фаз является дисперсной, а другая — сплошной. Дисперсная фаза может быть распределена в сплошной в виде частиц, капель, пузырей, струй или пленок. В двухфазных потоках первого рода сплошной фазой является газ или жидкость, а дисперсной — твердые частицы, форма и масса которых при движении практически не меняется. Некоторые гидродинамические параметры двухфазных потоков первого рода рассмотрены в разделе 3 данной главы. В потоках второго рода газ или жидкость образуют и сплошную, и дисперсную фазы. При движении частиц дисперсной фазы в сплошной они могут менять форму и массу, например вследствие дробления или слияния пузырей и капель. Математическое описание таких процессов чрезвычайно сложно, и инженерные расчеты обычно основываются на экспериментальных данных. [c.17]

Метод описания ФХС, который будет изложен в настоящей главе, является в некотором смысле противоположным тому формальному подходу, который обсуждался выше. Здесь исходным моментом решения задачи служит внутренняя структура системы. Поведение ФХС представляется как следствие ее внутренних физико-химических процессов и явлений, для описания которых привлекаются фундаментальные законы термодинамики и механики сплошной среды. В главе будут рассмотрены характерные схемы реализации этого подхода на примерах сложных физикохимических систем, построение адекватных математических описаний которых обычно вызывает затруднения. В частности, будут сформулированы принципы построения математической модели химических, тепловых и диффузионных процессов, протекающих в полидисперсных ФХС (на примере гетерофазной полимеризации) будет изложен метод построения кинетической модели псев-доожиженного (кипящего) слоя будет рассмотрен один из подходов к расчету поля скоростей движения смеси газа с твердыми частицами в аппарате фонтанирующего слоя сложной конфигурации на основе модели взаимопроникающих континуумов будет исследован процесс смешения высокодисперсных материалов с вязкими жидкостями в центробежных (ротационных) смесителях. [c.134]

Отметим принципиальную особенность вывода уравнений реологии (3.12.16) и (3.12.19). Он не содержит прямых указаний на то, что сопротивление деформированию ПКС является вязким. Более того, по форме выражение (3.12.17) напоминает уравнение состояния идеального газа. Фигурирующая в нем величина пкТ равна, как известно, давлению газа, а величина Р рассматривалась как сила упругого сопротивления, поскольку ее действие вызывало изменение потенциальной энергии частицы в узле решетки. Для сравнения отметим, что вывод формулы Эйнштейна и ее модификаций с самого начала предполагал вязкий тип напряжений. Это выразилось в том, что сопротивление деформированию суспензии определялось как сопротивление вязкой среды, усиленное благодаря особенностям ее течения в присутствии недеформируемой фазы. Примем во внимание, что силы вязкого сопротивления — это силы, обусловленные потерями энергии, подводимой к системе при ее деформировании. Для доказательства того, что сопротивление деформированию является вязким, необходимо выяснить, где и как при деформировании происходит диссипация энергии — ее превращение в теплоту. Ответ содержится в выражении для работы зРИ упомянутой силы. Согласно этому выражению, деформирующая сила совершает работу, идущую на увеличение потенциальной энергии частицы, только на первой половине (х/2) полного пути Л частицы из одного равновесного положения в другое. В силу симметричного вида зависимости потенциальной энергии частицы от ее смещения из положения равновесия на второй половине п>ти сила сопротивления меняет знак на обратный. Следовательно, на второй стадии движения частица не может оказывать сопротивления деформированию. По этой причине в выражении для работы и фигурирует только половина полного пути. Движение частицы на втором отрезке пути идет под действием внутренних сил деформированной решетки, которые не совершают никакой полезной работы, т. е. полученная на первой половине пути энергия теряется. Механизм превращения этой энергии в теплоту не имеет принципиального значения. Можно, например, считать, что она превращается в энергию упругих колебаний частицы возле положения равновесия, которые постепенно передаются всем частицам, превращаясь, таким образом, в их тепловое движение. В таком варианте диссипации не требуется наличия вязкой дисперсионной среды, и поэтому теория применима к описанию вязкостных свойств обычных жидкостей, в которых дисперсионной средой является ничто — межмолекулярные пустоты. Для суспензий более подходит схема передачи энергии вязкой дисперсионной среде при самопроизвольном движении в ней частицы на второй части пути. Это важно при вычислении времени релаксации вакансий и величины потенциального барьера движения частиц в решетке, величина которого определяет частоту переходов частиц в соседний узел. [c.694]

В гидродинамике применяются два различных метода описания движения газа или жидкости. В одном, предложенном Лагранжем, мы следим за движением данной индивидуальной жидкой частицы в другом, предложенном Эйлером, рассматриваем распределение скоростей в пространстве в данный момент времени. [c.28]

Разновидностью модели раздельного течения является модель потока дрейфа. Она отличается от описанной выше модели раздельного течения тем, что рассматривается только относительное движение фаз. Модель потока дрейфа используется при исследовании потоков газожидкостных смесей и взвесей твердых частиц в жидкости или газе. Свойства таких систем часто определяются не относительными расходами фаз, а размерами частиц дисперсной фазы и их объемным содержанием. [c.156]

Описание диффузии в газах основано на понятии длины свободного пробега молекул. Для жидкости это представление лишено смысла, так как в ней не осуществляются отдельные столкновения молекул и главную роль играет их колебательное движение. Наиболее принятое толкование диффузионного процесса в жидкостях основано на понятии подвижности. Согласно закону Ньютона, в пустоте под влиянием силы тело движется ускоренно. Если, однако, тело двигается не в пустоте, а в вязкой среде, то возникает сила трения, пропорциональная скорости движения тела V. В начальный период действия силы имеет место ускорение и увеличение скорости. Но пропорционально скорости растет и тормозящая сила трения. Когда станет равной силе Р, действующей на частицу, увеличение скорости прекратится. Из равенства [c.154]

Путь всегда можно проследить по рассеянию света жидкостью. Причина этого рассеяния заключается в том, что каждый элементарный объем среды имеет свой показатель преломления, отличный от показателя преломления другого произвольно выбранного элементарного объема вследствие быстрого движения молекул. Если жидкость превращают в пластическое твердое тело (например, методами, описанными в главе 1), количество рассеянного света значительно уменьшится, так как при этом резко ограничивается подвижность молекул, которые фиксируются в каком-то определенном положении. Аналогично, если полимер растворяют в растворителе, то последний следует выбирать так, чтобы раствор имел показатель преломления иной, чем чистый растворитель движение макромолекул вызывает изменения показателя преломления и происходит дополнительное рассеяние света. Это в корне отличается от явления, происходящего при осаждении молекул из раствора, когда система становится соверщенно мутной, так как свет рассеивается на границе между шарообразной частицей и средой. Теория позволяет рассчитать вес частицы, рассеивающей свет, если точно измерены интенсивности падающего и рассеянного света, а также показатель преломления раствора. Формула, связывающая эти величины, очень сложна, но расчеты подобны расчетам, сделанным много лет назад, когда разрабатывалась теория, объясняющая голубой цвет неба. Рассеивают свет не только прозрачные жидкости, это явление характерно и для газов, но в гораздо меньшей степени. Здесь рассеяние можно оценить только на опыте большого масштаба. Так, небо кажется голубым, поскольку синяя компонента солнечного света рассеивается в 16 раз интенсивнее, чем красная. Следовательно, если отношение интенсивностей рассеянного и падающего света известно, можно рассчитать молекулярные веса кислорода и азота, составляющих атмосферу. [c.64]

Предполагаем, что частицы жидкости и газа являются несжимаемыми, массопередача из фазы в фазу отсутствует. Для описания такого движения жидкости и газа применим общие дифференциальные уравнения турбулентных двухфазных потоков [33, 34]. [c.154]

Хаотическое движение зерен слоя, непрерывно меняющих положение и скорость, до некоторой степени напоминает движение молекул в газе или, скорее, в жидкости. Несмотря на существенные отличия (наличие циркуляционных потоков групп соседних частиц), эту внешнюю похожесть в последнее время попытались использовать, перенося на описание структуры кипящего слоя представления и методы молекулярной статистической физики [64, 65]. Предложено, например, для описания поведения совокупности частиц твердой фазы ввести функцию их распределения [c.60]

Строение простых жидкостей. Моноатомные жидкости и расплавленные металлы часто объединяются под названием простые жидкости, поскольку для них истолкование рентгенографических и нейтронографических данных менее затруднено, чем для других классов жидкостей. Атомы сжиженных благородных газов и некоторых жидких металлов имеют сферическую симметрию. К простым жидкостям относятся также и некоторые молекулярные жидкости, состоящие из неполярных молекул со сферической симмет-Рис. 111.46. Радиальная функция распре- рией И характеризующиеся неделания направленными и ненасыщенными силами взаимодействия. Для количественного описания структуры жидкостей в настоящее время широко применяется так называемая радиальная функция распределения (г). Ее типичный вид для одноатомных жидкостей изображен на рис. П1.46, Радиальная функция распределения представляет собой вероятность обнаружения частицы на расстоянии г от некоторой другой частицы, выбранной в качестве объекта наблюдения. Из рис. И1.46 видно, что для области г от г = О до г = Гх величина g (г) = 0 равно эффективному диаметру частиц. Эта величина также называется радиусом первой координационной сферы. В области г, превышающих молекулярный диаметр, радиальная функция испытывает несколько затухающих колебаний относительно единицы за единицу условно принимается значение g (г) при г- оо. Максимуму радиальной функции отвечают расстояния (г , г , Гд), где наблюдается наиболее высокая вероятность встретить частицу, а минимуму — расстояние с наиболее малой вероятностью нахождения частицы. В минимумах величина g (г) не равна нулю, что служит указанием на передвижения молекул от одной координационной сферы к другой, т. е. на наличие трансляционного движения. [c.228]

Конвективная диффузия. Перенос в-ва в движущейся среде обусловлен двумя разл механизмами Наличие разности концентраций в жидкости (газе) вызывает мол диффузию, кроме того, частицы в-ва, растворенного в жидкости, увлекаются последней при ее движении и переносятся вместе с ней Совокупность обоих процессов наз конвективной диффузией Для мат описания конвективной диффузии в ламинарном потоке несжимаемой жидкости используют ур-ние [c.654]

Задачей молекулярных теорий жидкости так же, как и теорий газов я твердых тел, является описание с удовлетворительной точностью структуры материальной системы и установление связи этой структуры со строением и другими свойствами атомов и молекул, из которых она образована. В эту задачу входит также получение количественных соотношений между макроскопическими свойствами системы и свойствами молекул и атомов. Эта задача была достаточно точно решена для газов, где молекулы движутся хаотически и движение каждой молекулы в течение достаточно долгого времени можно считать не зависимым от движения других молекул, а также для твердых кристаллических тел, в которых, за редким исключением, частицы расположены в строгом порядке. Однако в жидкости не соблюдается ни одно из этих условий, упрощающих изучение ее свойств (для жидкостей не существует таких предельных моделей, как идеальный газ или совершенный кристалл) таким образом, теории, касающиеся структуры жидкостей, гораздо сложнее, а получаемые из них результаты далеко не столь удовлетворительны, как в случае газов и кристаллов. [c.17]

Чтобы обойти указанную трудность, предположим, что все существенные для протекания процесса признаки движения в аппарате, связанные с особенностями однородного или неоднородного псевдоожижения, можно достаточно полно охарактеризовать некоторыми простыми числами или комплексами, например (Я—Но), и—Уо), Аг, Ц,е и другими, образованными из тех или иных усредненных величин, характеризующих процесс. Не будем требовать при этом введения единых чисел для всего аппарата, а предположим лишь, что такие числа могут быть введены хотя бы для отдельных его зон — зон однородности. Под зонами однородности процесса будем понимать такие участки фазового пространства (в том числе и обычного трехмерного пространства), на протяжении которых плотность вероятности частиц, плотность и температуру реальных жидкостей или газов можно с достаточной степенью точности считать постоянными. Предполагаем также, что для таких зон можно ввести определенные числа, характеризующие режим движения. Тогда задача математического описания технологического процесса, протекающего в аппарате, сведется к описанию процесса в каждой зоне однородности и к введению связей между этими зонами. [c.33]

В обычной теории фазовых равновесий как с плоской, так и искривленной границей движение фазы как целого не принимается во внимание, а число фаз невелико. Объектом исследования является внутренняя энергия и другие параметры внутреннего состояния каждой фазы, но не движение фаз друг относительно друга и не взаимные эффекты смещения. Если в замкнутой системе находятся в равновесии две макроскопические фазы, скажем, жидкость и газ, то их центры масс перемещаются (флуктуируют) в пределах столь малых объемов, что их можно считать неподвижными. Иное дело мицеллы. Они настолько малы, что собственное их движение существенно, а их число так велико, что становится заметным эффект смешения мицелл с молекулами системы. Мицелла занимает промежуточное положение между отдельной молекулой и микроскопической фазой — этими двумя полюсами описания гетерогенных систем. Если для отдельных молекул (по крайней мере, простых) в теории анализируются главным образом внешние термодинамические функции (внутренние часто считаются константами, от которых ведется отсчет), то для макрофаз, наоборот, только внутренние. Для мицелл же важны и те и другие. Мицелла как фазовая частица должна характеризоваться не внутренними или внешними, а полными термодинамическими функциями. Если квазихимический подход, как мы видели в главе 2, хорошо учитывает внешние термодинамические функции мицеллы и оставляет в тени внутренние (они заложены в константах равновесия), то фазовый подход адресуется именно к внутренним термодинамическим функциям мицеллы. Эти два подхода, как мы увидим в дальнейшем, не являются альтернативными, как это обычно понимается в литературе. Напротив, они взаимно дополняют друг друга и сливаются в единой картине теоретического описания мицеллообразования. [c.134]

Опуская описание технологии перевода потенциальной энергии в кинетическую через движение вращения (электронов вокруг ядра, Земли вокруг своей оси, планет вокруг Солнца, других космических систем), отметим, что управление является системой распределения этой энергии между объектами по принципу минимального сопротивления ее проникновению и использованию. Объекты с большей плотностью энергии (количество энергии в единице количества материи) направляют энергию объектам с меньшей плотностью энергии. Параметр плотности энергии объекта как одна из характеристик качества материи возрастает ступенями в процессе перехода от одного фазового состояния к другому твердое тело, жидкость, газ и плазма (ядра и частицы). И далее следуют материи вакуума (условно) вакуум твердый, вакуум жидкий, вакуум-газ, вакуум-плазма. Каждое из этих восьми фазовых состояний материи выстроено из структур, наделенных своим уровнем и диапазоном параметров плотностью материи, плотностью энергии, размером, степенью совершенства композиции, качеством и уровнем информации. [c.8]

В тех случаях, когда не удается найти точной модели для описания движения потоков газа и жидкости с частицами, прибегают к формальному описанию. Исключая из рассмотрения 1шотный зернистый слой, для которого возможности моделирования описаны в подразделе 3.3.5, по аналогии с уравнениями (3.3.5.2) и [c.217]

Как показано выше (см. рис. У1-1, У1-2), переме1иивание ожижающего агента в значительной степени определяется характером движения твердых частиц. Газ (жидкость) частично переносится вместе с перемещающимися твердыми частицами, поэтому распространение и распределение в слое ожижающего агента в какой-то мере повторяет картину циркуляции твердого материала. В связи с этим математическое описание распространения ( эффективной диффузии ) ожижающего агента также базируется на уравнении типа (VI.1) для характеристики скорости распространения ожижающего агента вводят понятие о коэффициенте эффективной диффузии Оэа. [c.188]

Модель потока дрейфа для течений с преобладающим влиянием сил тяжести без учета напряжения трения на стенке. Обычно считается, что цель этого метода — расчет средней объемной концентрации дискретной фазы при двухфазном течении в канале, когда известны объемные расходы Уа и соответственно дискретной и непрерывной фаз. Метод обычно применяли к вертикальным потокам, в которых его главные допущения (постоянство скоростей и концентраций фаз поперек канала) ближе всего к действительности. Влияния касательных напряжений у стенки не учитываются, н, следовательно, метод непригоден для расчета потерь давления, вызываемых трением. Самое подробное описание этого метода дано в книге [7]. Следуя ей, допустим, что скорости и плотности потоков положительны в направлении движения элемента дискретной фазы, находящегося под действием силы тяжести в статическом объеме непрерывной фазы. В этом случае скорости, направленные, например, вверх, рассматриваются как положительные для пузырькового режима течения газожидкостного потока, а скорости, направленные вниз, считаются положительными для суспензии тяжелых твердых частиц в более легкой жидкости. Это правило позволяет представлять все соответственные системы (пузырьковые газожидкостные потоки, капельные жидко-жидкостиые потоки, суспензии твердых частиц в газе, суспензии твердых частиц в жидкости, дисперсные газожидкостные потоки) обычным образом. [c.180]

Любой химико-технологический процесс, как правило, сопровождается перемещением некоторых материальных потоков жидкости, газа или твердых частиц. Потоки могут быть однофазными, т. е. целиком состоять только из одной фазы, перемещае мой в некотором объеме аппарата, и многофазными (в частности, двухфазными), когда процесс проходит в условиях взаимодействия нескольких фаз, например газ — жидкость, жидкость — твердое тело, газ — твердое тело и т. д. В связи с этим особое значение в задачах математического моделирования приобретает описание движения потоков. [c.57]

Перемешивание твердой фазы в псевдоожиженном слое, как уже сказано выше, достигается за счет восходящего потока газа (жидкости), под действием которого частицы приобретают хаотическое, пульсационное движение, перемещаясь в объеме слоя. В то же время происходит перемешивание ожижающего агента, так как он увлекается твердыми частицами и перемещается вместе с ними в объеме слоя. По-видимому, чаще всего определяющим является перенос массы газа (жидкости) вместе с агрегатами частиц, а также с отдельными частицами, окруженными пленкой ол<ижающего агента [181, 247, 514, 564]. В отдельных случаях может играть некоторую роль адсорбционио-десорбционный перенос ожижающего агента [193, 344]. Описанный механизм, очевидно, предполагает, что при однородном псевдоожижении эффективность перемешивания ожижающего агента должна быть значительно понижена это подтверждается экспериментальными данными (см. ниже). Между прочим, в этом случае может играть заметную роль фильтрационное перемешивание ожижающего агента [181]. [c.170]

Концепция двойного континуума, по-видимому, впервые использовалась в теории фильтрации при описании движения жидкости в пористой среде. Дальнейшее суш,ественное развитие этой концепции содержится в работе Био [1], предложившего в 1941 г. модель континуума вязкая жидкость—упругое тело как обоб-ш ение классической теории фильтрации на случай упругого скелета. В 1944 г. Л. Д. Ландау предложил феноменологическую теорию сверхтекучего гелия [2], основанную на модели идеальная жидкость—вязкая жидкость (за эту теорию, в частности, он получил впоследствии Нобелевскую премию). В 1956 г. X. А. Рахматулин разработал теорию многокомпонентной сплошной среды, состояш,ей из любого числа взаимопроникаюш,их взаимодей-ствуюш,их невязких газов [3]. Различные варианты модели вязкая жидкость—вязкая жидкость применительно к анализу движения смесей жидкости с твердыми частицами были предложены в работах Джексона [4], Марри [5], Пигфорда и Байрона [6], Андерсона и Джексона [7] и других авторов (обзор этих работ можно найти в книге [8]). [c.26]

Предложено кинетическое уравнение для описания движения системы частиц, взвешенных в потоке жидкости или газа. При этом учитываются не только столкновения частиц между собой, но и воздействие на них со стороны потока, причем нерегулярная составляющая этого воздействия приводит к диффузии состояния частицы в пространстве скоростей. Получены уравнения гидродинамики для частиц как сплошной среды, а также уравнения для характеристик переноса тепла, вещества и т. п. Анализ решений этих уравнений приводит к результатам, качественно хорошо описывающим экспериментальные данные. Иллюстраций 15. Биб-лиогр. 27 назв. [c.145]

Движение шарика в жидкости. Из других видов движения твердых тел в жидкости мы остановимся на наиболее простом случае— движении недеформируемого шарика под влиянием силы тяжести. Этот случай представляет значительный интерес для вискозиметрии, а также для описания подъема (или падения) шариков эмульсии и газа, падения твердых шарообразных частиц при седимометрическом анализе [15, 26] и т. д. [c.65]

Взвешенный слой — сложное гидродинамическое состояние системы Г—Т, описание которого не удается сделать только с позиций классических представлении о движении жидкости и газа через пористые среды. Причиной тому является органически присуш,ее развитому взвешенному слою различие концентраций твердых частиц в объеме, или неоднородность, нестационарная во времени, и пространстве. Это обусловливает трудность экспериментального изученияи теоретического описания внутренней структуры слоя. Применение для экснериментальных исследований всевозможных датчиков, помещ,аемых в слой, не всегда позволяет получить исчерпывающую информацию из-за тех искажений, которые вносят сами датчики в структуру слоя. Этим объясняется отсутствие единых взглядов на структуру слоя и взаимодействие газа и твердых частиц. [c.15]

Построим теперь динамическую модель процесса абсорбции в насадочном аппарате, учитывающую продольное перемешивание фаз. В реальных аппаратах продольное перемешивание фаз объясняется рядом причин прежде всего различием скоростей движения фаз в разных точках аппарата и, кроме того, турбулентной диффузией фаз, уносом частиц одной фазы (например жидкости) потоком другой фазы (газа). Подробное теоретическое описание продольного перемешивания, учитывающее все перечисленные факторы, в настоящее время отсутствует. Для описания структуры потоков в аппарате обычно используют упрощенные модельные представления. Наиболее распространенными из них являются ячеечная и диффузионная модели. В данной книге для описания структуры потоков используем вторую из этих моделей, согласно которой перемешивание фаз в аппарате аналогично процессу диффузии. В диффузионных процессах при наличии градиента концентрации какого-либо вещества возникает поток этого вещества, называемый диффузионным потоком, который пропорционален градиенту концентрации. Поскольку процесс перемешивания аналогичен процессу диффузии, можно считать что и в насадочном аппарате возникает поток вещества определяемый законом Фика / = = —pZ)gгad0, который в одномерном случае имеет вид / = [c.17]

Первоначально Ф.-х. г. изучала тепло- и массоперенос при конвективном движении среды, сопровождающий прохождение электрич. тока в р-рах электролитов, абсорбцию и экстракцию при движении капель, пузырьков газа, твердых частиц и тонких жнпких пленок исследовалось также влияние ПАВ на волновое движение и массоперенос на пов-сти жидкости и т. п. В подобных системах вблизи межфазной фаницы образуется гвдродинамич. пофаничный слой Зд, скорость течения внутри к-рого постепенно меняется от скорости движения одной фазы (И)) до скорости движения др. фазы ( з). Толщина слоя 5о и картина течения внутри него помимо скоростей и, и 2 зависят от вязкости и плотности движущихся фаз, типа течения и др. характеристик контактирующих сред. Напр., вблизи неподвижной твердой стенки, обтекаемой потоком жидкости, внутри пофаничного слоя скорость жидкости постепенно нарастает от нуля у твердой стенки до скорости потока и. Если в жидкости содержится к.-л. активный компонент А, участвующий в гетерогенных превращениях или адсорбирующийся на твердой стенке, концентрация этого компонента меняется от значения на стенке до в потоке, что создает внутри жидкости диффузионный пограничный слой (толщина 5 ). Перенос компонента А в диффузионном слое 5, вблизи межфазной фаницы осуществляется пзтем конвективной диффузии в поле постепенно ускоряющейся жидкости. Расчет скорости массообмена в описанных условиях составляет одну из типичных задач Ф.-х. г. [c.89]

Неструктурированные системы (это системы, в которых координаты и импульсы частиц независимы, т. е. положение, направление и скорость движения каждой частицы не зависят от положения и скорости других частиц). Такое состояние характерно для разбавленных, устойчивых к коагуляции систем, В физике используются понятия и величины, предназначенные для описания слабо выраженного структурирования молекулярных систем. Это корреляция, радиус корреляции, время корреляции. В обычных жидкостях радиус корреляции имеет величину порядка размера молекул. Это означает, что расстояние между соседними молекулами оказывается равным одной и той же величине чаще, чем это должно быть при их чисто случайном расположении. Время корреляции указывает на продолжительность пребывания пары частиц на ухюмя-нутом расстоянии. В идеальных газах корреляция отсутствует по определению, а в общем случае любое столкновение частиц или молекул является элементарным актом их корреляционного взаимодействия. В кристаллах радиус корреляции совпадает с размером кристалла, а время корреляции равно бесконечности. [c.677]

При движении шара через невязкую жидкость частицы последней в данной точке объема не возвращаются в первоначальное положение, когда шар минует эту точку. Каждая частица жидкости перемещается в направлении движения шара. Такой перенос частиц описан Титьенсом [115, стр. 106]. Роу и Партридж [102] экспериментально показали, что подобный перенос частиц поднимающимися пузырями наблюдается в псевдоожиженных газом системах. [c.73]

Принято считать, что термодинамика как особая область естественнонаучных знаний возникла потому, что в природе существуют макроскопические явления, которые не зависят от деталей внутреннего устройства микроскопических частиц. Такие явления, однако, в чистом виде практически не наблюдаются, и правильнее будет сказать, что появление этой науки вызвано существованием общих закономерностей в характере поведения макроскопических систем, которые определяются главным образом беспорядочным тепловым движением колоссального числа микроскопйческих частиц, а не конкретным строением отдельных частиц и их взаимодействием. Исходной моделью классического термодинамического подхода как к феноменологическому описанию тепловых явлений, так и к их статистической трактовке явилась модель идеального газа— системы материальных точек, упруго взаимодействующих друг с другом только в момент соударения. То обстоятельство, что в поведении идеального газа проявляются чисто статистические закономерности, позволило обойти нереальный механический подход к описанию макроскопической системы и перейти к ее сокращенному статистическому описанию, получившему название термодинамического подхода. Эта модель и стала основным объектом исследования статистической физики. Поэтому, строго говоря, классическая термодинамика — наука о равновесных состояниях и равновесных процессах идеального газа в условиях его изоляции. Такое определение термодинамики звучит несколько парадоксально, поскольку равновесных процессов и изолированных идеальных систем в природе нет, а, напротив, наблюдаются только неравновесные процессы, как, например, фазовые переходы и другие превращения, и помимо газов, имеются жидкости, твердые тела и иные сложные системы, причем отнюдь не изолированные, а всегда взаимодействующие с окружающей средой. Иными словами, существует то, что как будто бы не должно входить в компетенцию равновесной термодинамики, а то, чем она владеет, на первый взгляд, не имеет прямого отношения к реальному миру. В чем же тогда причина широчайшего распространения термодинамического подхода в естественных науках и технике [c.440]