Эффекты горизонтальных градиентов

ЭФФЕКТЫ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГРАДИЕНТОВ [c.24]

Эффекты горизонтальных градиентов 25 [c.25]

Разделение углеводородов на группы й- 20 различной цикличности. Если смесь, помещенную между двумя горизонтальными поверхностями, подвергнуть воздействию температурного градиента, направленного по вертикали, то будет происходить перенос тепла (теплопередача) и массы (массопередача). В большинстве случаев перенос массы происходит по-разному для различных компонентов смеси. В результате этого создается градиент концентрации по вертикали, который в свою очередь способствует переносу массы, т. е. нормальной концентрационной диффузии. Максимальная разность между концентрациями вблизи горячей и холодной поверхностей характеризует термодиффузионный эффект. [c.391]

Прежде чем применять изложенные принципы к расчету скорости выпадения или концентрации взвешенной в воздухе пыли, выходящей из фабричных труб, следует принять во внимание некоторые дополнительные факторы. На расстоянии в несколько сот метров от трубы дымовой факел постепенно поднимается вверх благодаря начальной скорости, с которой газы выходят из трубы, а также вследствие их меньшей плотности по отношению к воздуху. Поэтому эффективная высота точки эмиссии пыли больше высоты трубы и тем больше, чем горячее дым. По мере подъема факела он охлаждается за счет адиабатического расширения. Если температурный градиент атмосферы меньше адиабатического, то температура факела понизится в конце концов до температуры окружающего воздуха, и подъем прекратится. Эти эффекты приняты во внимание в расчетах выпадения пыли, выбрасываемой дымовыми трубами Ч Если пыль со скоростью свободного падения частиц V выпускается горизонтально на эффективной высоте Н при скорости эмиссии Q и при горизонтальной скорости ветра и, то средняя скорость выпадения в точке Р земной поверхности на расстоянии X от основания трубы выразится следующим образом [c.281]

Элементарный эффект разделения, как правило, мал, поэтому разделение обычно проводят в термогравитационных колоннах, впервые описанных в работе [9]. Теории метода разделения посвящены работы [3, 10]. Элементарный термодиффузионный эффект, развивающийся в колоннах в горизонтальном направлении, усиливается за счет возникающей противоточной вертикальной термогравитационной конвекции. Молекулы компонента, направляющиеся вследствие термодиффузии к горячей стенке, увлекаются восходящим конвекционным потоком к верху колонны. Молекулы другого компонента бинарной смеси увлекаются нисходящим потоком вдоль холодной стенки к низу колонны. Таким образом, вдоль колонны устанавливается градиент концентрации. С другой стороны конвекционные потоки оказывают перемешивающее действие и уменьшают продольный эффект разделения. Равновесный градиент концентрации вдоль колонны является, таким образом, результатом динамического равновесия потоков термодиффузии, продольной и поперечной диффузии и конвекции. [c.256]

Представим себе другую картину. Дисковый электрод или вообще электрод в виде горизонтальной плоскости находится в покое, а вдали от такого электрода электролит вращается с постоянной угловой скоростью (О. В этом случае возникает аналогичный только что рассмотренному явлению эффект, но с переменой направления движения электролита. Для электролита, находящегося на некотором расстоянии от электрода в виде горизонтальной плоскости, центробежная сила и радиальный градиент давления взаимно уравновешиваются. Для электролита, находящегося вблизи электрода, азимутальная скорость вследствие торможения понижена. Поэтому в этом случае центробежная сила значительно понижена, между тем как направленный внутрь радиальный градиент давления остается таким же, как и на большом расстоянии от электрода. В результате вблизи электрода возникает радиальное течение, направленное внутрь, которое в свою очередь вызывает вс ледствие условия неразрывности движения восходящее течение в осевом направлении. [c.30]

С ростом градиента скорости тепловой эффект увеличивается, однако темп его нарастания с1Е с10) с некоторых критических значений О снижается и кривая зависимости Е 0) стремится к горизонтальной прямой. Эта тенденция, отраженная на кривой 3 (синтетический солидол), свидетельствует о существовании такой степени разрушения структуры, которая Остается неизменной после того, как О достигнет некоторого предельного значения. [c.283]

Второе из этих двух уравнений используется для формулировки граничного условия на земной поверхности. В случае топографических возмущений малой амплитуды оно показывает, что скорость задается при среднем по поверхности давлении. Смысл полученного уравнения состоит в том, что оно отражает закон сохранения потенциальной температуры. Можно отметить также новую особенность этого уравнения, которая отсутствовала в моделях с однородным потоком. В нем появилось слагаемое, характеризующее горизонтальную адвекцию осредненной температуры в системе возмущений меридионального потока. Оно возникает из-за того, что средняя температура в данной постановке меняется по широте. Меридиональный градиент осредненной температуры связан с ди/дх соотношением термического ветра (7.7.10). Появление в уравнениях нового члена может привести к ряду новых важных эффектов, которые не могли быть обнаружены в модели с однородным средним потоком. Эти эффекты будут изучаться в гл. 13. [c.280]

Изначально задача будет рассмотрена в случае с постоянной угловой скоростью вращения системы (/-плоскость). Усложнениями, связанными с -эффектом, будем пренебрегать. Предположим, что жидкость достигла такого равновесного состояния, в котором температура 0 имеет одинаковый градиент и по у (горизонталь), и по г (вертикаль). Ось у удобно выбрать направленной на север, что связано не с учетом -эффекта, а с выбором градиента температуры. Существование этого градиента приводит к появлению доступной потенциальной энергии (см. разд. 7.8), которая может быть реализована, если изотермы можно сделать горизонтальными. [c.302]

Типичная термограмма процесса замораживания клеточной суспензии приведена на рис. 6. Почти горизонтальная площадка у—т] возникает вследствие выделения скрытой теплоты кристаллизации на движущейся границе раздела фаз лед — жидкий раствор. В стационарном случае ее величина равна убыли тепла за счет его отвода от границы раздела фаз через кристалл в хладоагент. Вследствие этого эффекта градиент температуры в области жидкой фазы, где находится точечный датчик температуры, отсутствует фактически до подхода к нему фронта кри- [c.12]

Эффекти горизонтальных градиентов 27 [c.27]

Теория бароклииной неустойчивости позволяет продемонстрировать формирование в атмосфере циклонических возмущений и определить их структуру в начальный отрезок времени. Аналогичным образом неустойчивость среднего течения приводит к генерации океанских вихрей. Вместе с тем, вихри (этот термин включает в себя и атмосферные возмущения) не могут расти неограниченно и их осредненный эффект можно оценить только в том случае, если привлечь дополнительную информацию о развитии вихрен до стадии зрелости, об их затухании, взаимодействии с другими возмущениями и т. д. Применительно к атмосфере полезную для нонимания процесса картину дает анализ поведения возмущений по отношению к заданному весьма реалистичным образом зональному потоку (такому, например, который показан на рис. 13.12, а). Горизонтальные градиенты температуры при этом преимущественно сосредоточены в поясе широт 30—60° с. ш. и создают струйное течение иа широте 45° и уровне 200 мбар. В работах [723, 724] было рассмотрено поведение возмущения относительно этого потока, которое первоначально имело структуру наиболее быстро растущей моды с зональным волновым числом, равным 6, и малую амплитуду (максимальное возмущение давления равнялось [c.339]

Решение получалось разложением искомого распределения температуры в ряды Фурье. Вдали от оси (х = 0), где горизонтальные градиенты температур были пренебрежимы, глубины изотерм были близки к полученным в моделях [396, 424]. В то же время учет эффекта скрытой теплоты плавления позволил Н.Слипу более корректно описать высокотемпературный режим приосевой области океанической литосферы и даже приблизиться к имитации теплового режима подосевой магматической камеры [494]. [c.154]

Обычно градиенты поля в горизонтальном направлении неизбежны и под их влиянием образец притягивается к одному или другому полюсному наконечнику. Эти горизонтальные силы не дают вклада в измеряемую силу, но они мешают измерениям, и их следует сделать минимальными. Такие горизонтальные перемещения можно шеньшить, подвешивая трубку с образцом, как изобранч-ено на рис. 8, таким образом, чтобы верхний конец образца находился в сильном поле, а нижний — в слабом по.ле. Эффект притягивания к полюсному наконечнику можно также уменьшить в большей степени, загружая трубки или используя более тяжелые трубки. Сообщалось также об испо.тьзовании нруячин и резиновых полосок для удержания образца в центре. Разумеется, латеральные перемещения возрастают при использовании сильно парамагнитных препаратов или препаратов, содержащих значительные количества ферромагнитных примесей. [c.415]

Метод лазерного электрофоретического светорассеяния был введен в 1971 г. Варом и Фляйгером [82]. Этот метод, в котором объединены измерение скорости на основе эффекта Доплера и электрофорез в свободном растворе, позволяет определить подвижность относительно чистых белков всего за несколько секунд (рис. 3.1). Йертен [83] сконструировал прибор, позволяющий устранить конвекцию зоны белка в свободном растворе путем вращения горизонтальной кварцевой трубки, в которой проводят электрофорез вокруг ее продольной оси (рис. 3.2). Разделяемые зоны наблюдают путем оптического сканирования этой трубки. Кацимпулас [79] при изучении кинетики электрофореза применил градиенты плотности в вертикальных кварцевых колонках с последующим многократным сканированием (рис. 3.3). В сконструированном Хэннигом и др. [84] приборе для аналитического электрофореза в свободном потоке стабилизация достигается при помощи капиллярного зазора между пластинами, которые находятся в высоковольтном электрическом поле, перпендикулярном ламинарному потоку буфера (рис. 3.4). Колин [85] применил остроумный метод стабилизации зон в электрофорезе с бесконечной лентой жидкости под действием электромагнитных сил жидкость вращается в кольцевой ячейке, в то время как заряженные частицы движутся в электрическом поле по спирали (рис. 3.5). [c.115]

В действительности хь сильно изменяется и по высоте, и с широтой. В этом случае для объяснения характера реакции атмосферы очень полезным является исследование с помощью метода траекторий лучей (см. разд. 8.12). В работе Кэроли и Хоскинса [392] было показано, что лучи имеют тенденцию отклоняться в направлении градиента хь. Поэтому области максимальных хь выступают в качестве волновода, а области низких значений хь волнами в основном обходятся. В стандартных зимних условиях, в тропосфере на широте 60° с. ш. применительно к волнам с единичным зональным волновым числом этот эффект состоит в сосредоточении волн в двух преобладающих траекториях. Волны, характеризующиеся преимущественно вертикальным начальным распространением, достигают высот 40— 50 км, потом отклоняются к экватору и поглощаются в окрестности широты 20°, где происходит смена западных ветров на восточные. Волны, имеющие в начальный момент преимущественно горизонтальное направление движения, локализуются в тропосфере и смещаются к экватору до широты примерно 10°. [c.286]

Более общие положения можно получить, если проинтегрировать по Z, уравнение (13.10.4), умноженное на р. При этом получается соотношение, характеризующее баланс углового момента количества движения зонального пояса атмосферы. В предположении, что член J fri tion определяется преимущественно вертикальным градиентом горизонтальной составляющей напряжения между слоями, его интегральный эффект может быть выражен только через вклад трения на поверхности земли. Уравнение баланса при этом записывается следующим образом [c.351]

Задача моделирования атмосферы состоит в том, чтобы найти удовлетворительный способ представления эффектов конвекции без моделирования деталей подъема и опускания объемов воздуха. В радиационно-конвективных моделях эффекты конвекции представлены очень простым способом. Во-первых, не учитываются изменения в горизонтальном направлении, так что температура и другие величины зависят только от высоты (или, что эквивалентно, от давления). Распределение газов, поглощающих радиацию (углекислого газа, озопа), облаков и относительной или абсолютной влажности фиксировано, как и приходящий на верхнюю границу атмосферы поток коротковолновой радиации. Начальное распределение температуры эволюционирует к равновесному при этом учитываются не только радиа-циопиые, по также и конвективные потоки. Предполагается, что конвекция происходит только тогда, когда радиационные потоки стремятся увеличить вертикальный градиент выше определенного критического значения. Затем вводится встречный конвективный поток, который перераспределяет (ио не добавляет и не отнимает) тепло таким образом, чтобы сохранить вертикальный градиент иа критическом уровне. Трудность состоит в выборе критического значения. Обычно его полагают просто равным наблюдаемому среднему вертикальному градиенту в нижней атмосфере, а именно 6,5 /км. Результат такого расчета [515] показан на рис. 1.4 и дает достаточно хорошее приближение к наблюдаемому среднему профилю температуры. Само по себе это является некоторым улучшением модели чисто радиационного равновесия, однако о ее ограничениях ие следует забывать. [c.24]

Другая проблема, с которой мы сталкиваемся в экспериментах по определению коэффициентов диффузии, — это гравитационная неустойчивость. В схеме эксперимента, изображенной на рис. 10.14, необходимо, чтобы макромолекулярный раствор находился под более легким растворителем. В противном случае более плотный раствор будет просто проваливаться сквозь растворитель, тем самым разрушая горизонтальную границу. В случае тонкой вертикальной границы положение нисколько ие лучше. Несбалансированное давление, возникающее со стороны зоны большей плотности, немедленно приводит к разрушению границы конвективными потоками. Граница должна быть стабилизирована с помощью градиента плотности, сводящего к минимуму подобные эффекты. Об этом способе стабилизации границы будет сказано более подробно в гл. 11 при обсуждении се-диментациониых процессов. [c.215]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология