Относительная динамическая устойчивость процесса

Для характеристики любого непрерывного процесса наибольший интерес представляет величина относительной динамической устойчивости процесса. [c.321]

Критерий устойчивости. Для характеристики любого непрерывного процесса наибольший интерес представляет относительная динамическая устойчивость процесса. Эту величину можно определить, используя методологию, применяющуюся в теории автоматического регулирования, основанную на анализе скорости изменения основных параметров на выходе, если ко входу приложено описываемое ступенчатой функцией мгновенное возмущение [114]. При таком подходе наибольший интерес представляет исследование функции dQo(x) dx в момент, следующий немедленно за моментом приложения возмущения на входе. При построении динамической модели предполагаем, что непосредственно перед подачей возмущающего импульса система находилась в установившемся режиме, который можно охарактеризовать условием [c.352]

Для характеристики динамической устойчивости процессов транспортировки Кирби вводит понятие скорости относительной пульсации производительности [c.315]

Это тем более удивительно, что мир неживых систем и царство жизни связаны с постоянным обменом и один и тот же атом имеет шансы много раз стать составной частью и организма, и минерала, и земной атмосферы (В. И. Вернадский). Несомненно, однако, что устойчивость динамических организаций увеличивалась по мере их усложнения. Способность выдерживать физические и химические атаки внешней среды (например, повышение давления, колебания температуры, кислотности среды и т. п.) у живых существ выражена более отчетливо, чем у относительно просто построенных систем неживой природы. Такие процессы, как растворение, выветривание, эрозия, существенно изменяющие неживые системы, не оказывают разрушительного действия на живую материю во всем разнообразии ее форм. Химический состав и важнейшие последовательности реакций в живых системах мало изменялись на всем протяжении колоссального пути биологической эволюции. Это значит, что химическая эволюция в одних определенных условиях может завершиться примитивной стадией кристаллизации, а в других дать начало синтезу усложняющихся организаций, в которых механизмы, обеспечивающие устойчивость, строятся из одних и тех же химических фрагментов (белков, ферментов, липидов и др.), но выполняют все более тонкие и специфические функции. [c.7]

Существуют машины, в которых подшипники воспринимают большие статические и динамические нагрузки, обусловленные самим рабочим процессом и потому неустранимые. В частности, таковы многие поршневые машины и некоторые турбомашины специального назначения. Валы этих машин достаточно устойчивы, но их цапфы совершают относительно большие вынужденные колебания внутри подшипников. Особенности расчета таких подшипников связаны с нелинейностью гидромеханических сил и рассмотрены ниже в гл. IV, пп. 4 и 5. [c.127]

Другая сторона вопроса заключается в малой (относительно) прочности химических фрагментов клеток, извлекаемых из нее после разрушения клеточной оболочки. В этом нет ничего удивительного структуры динамические по своему существу вовсе и не должны быть прочными в статических условиях. Субклеточные структуры — митохондрии — самообновляются за короткий срок, составляющий приблизительно 10 суток. Высшие структуры белков (четвертичная, третичная) разрушаются легче, чем первичная цепь распад белковой части ферментов типа металлопротеидов совершается легче, чем разрушение гема, и т. п. Возможно, что это связано с их функциями, однако несомненно, что на всех уровнях развития биологические структуры не являются статическими. Вопрос этот сложен, но один из его аспектов сейчас более или менее ясен. Дело в том, что динамические структуры — детище минимум двух противоположных процессов —и выключение одного из них приводит к разрушению и самой структуры. Старая истина о необходимости упражнений (т. е. нагрузок) для поддержания жизнедеятельности любого органа выражает именно эту закономерность. Успехи космической медицины недавно принесли очень яркую иллюстрацию того же правила. Снятие гравитационной нагрузки вызывает вымывание кальция из организма, т. е. процесс постепенного рассасывания костяка даже эта, казалось бы столь прочная конструкция, в действительности является динамической структурой, связанной с регулированием положения организма в гравитационном поле. Динамические структуры не обязательно связаны с регулированием. Фонтан несомненно представляет собой динамическую структуру и его форма зависит от соотношения сил давления в струе воды и гравитационного поля, однако форма в этом случае не управляет потоком. Структура не имеет обратных связей со средой и не является аналогом клетки. Пламя костра в большей степени напоминает о том, что характерно для жизни и недаром еще Гераклит утверждал, что жизнь есть вечно живой огонь. Пламя создает диффузионный поток в окружающей среде, поток усиливает горение, но слишком энергичное вторжение масс холодного воздуха задерживает горение, т. е. здесь налицо признаки обратной связи, а следовательно, и авторегулирования. Для формирования устойчивой структуры и аппарата регулирования важно, чтобы возникающая динамическая структура могла влиять на потоки, ее порождающие. Статистическая интерпретация этого утверждения связана с допущением, что функции распределения [c.173]

Неидеальные ролики и деформации. Обычно ролик, будучи идеальным цилиндрическим или слегка выпуклым в статических условиях, не останется таким в динамических условиях. В процессе работы ролики деформируются, их оси изгибаются так, что повышается натяжение в тканях. Если к тканям приложено достаточно большое натяжение, то возможна также деформация опор. Неодинаковость деформации опор на обоих концах роликов может приводить к перекосу ткани. Таким образом, цилиндрический ролик в статических условиях под действием большого натяжения ткани становится выпуклым при вращении относительно непрерывно деформирующейся оси. Ролики, деформированные под действием нагрузки, могут служить причиной нарушения устойчивости в направляющих системах. [c.185]

Следует иметь в виду, что данные такого рода измерений пенообразующей способности имеют относительный характер, так как оценка свойств пенообразующих веществ может быть получена только путем сопоставления данных для исследуемого и произвольно выбранного стандартного пенообразователя, полученных в одинаковых условиях измерений. Для большинства технических целей эти данные являются вполне достаточными. Но чтобы придать понятию устойчивости пены более строгий характер, Бикерман[25] провел исследование процесса пенообразования в динамических условиях на специально построенном им приборе. В раствор, находящийся в высоком градуированном цилиндре, продувается с постоянной скоростью воздух (или другой газ) до тех пор, пока столб пены не достигнет постоянной наибольшей высоты. Начиная с этого момента, очевидно, скорость разрушения пены наверху цилиндра становится равной скорости ее образования внизу за счет вновь поступающего объема воздуха. Измеряя высоту столба пены и рассчитывая ее объем V как разность между общим объемом, занимаемым пеной вместе с жидкостью, и объемом собственно жидкости, автор показал, что этот объем V пропорционален объему воздуха, проходящему [c.333]

В статистическом подходе к теории гидродинамической устойчивости обсуждается развитие возмущения не на фоне отдельной реализации течения, как это имеет место в обычной теории устойчивости, а в среднем по ансамблю реализации. Интерес к статистическому анализу устойчивости течения обусловлен следующими обстоятельствами 1) возможность исследования устойчивости течения относительно малых возмущений без рассмотрения детальной структуры каждой реализации 2) анализ поведения статистических характеристик течения позволяет получить информацию о различных динамических процессах в турбулентных потоках. [c.250]

Кратко говоря, в основе статистического поведения системы, состоящей из многих частиц, лежит неустойчивость их механических траекторий. Небольшие по величине случайные возмущения приводят к столь сильным отклонениям, что вид траектории отдельной частицы уже не определяется начальными условиями. В таких неустойчивых процессах исчезающе малая причина может привести к большому следствию. В результате в системе наступает состояние глобальной неустойчивости механических состояний отдельных частиц, в силу чего система в целом становится статистической, а траектории отдельных частиц — практически непредсказуемыми. В противоположность этому в реальных системах могут наблюдаться только устойчивые решения любой динамической задачи. С точки зрения статистического подхода, динамическое решение является флуктуацией, а развитие неустойчивости при разрушении решения — релаксацией флуктуации. Одновременное наличие в системе статистических и детерминистских свойств тождественно разделению степеней свободы на сильно неустойчивые и устойчивые. Например, для сосуда с газом по относительно устойчивым степеням система очень далека от термодинамического равновесия (стенки сосуда), а статистические свойства определяются неустойчивыми степенями свободы (молекулы газа). [c.158]

Динамические свойства процесса кристаллизации и условия возникновения автоколебаний в системе изучались рядом исследователей [1—9]. Отмечено [10] существование двух режимов, при которых наблюдается осциллирующий характер работы кристаллизатора непрерывного действия. При циклах высокого порядка (с большой частотой) причина возникновения нестабильности заключается в том, что скорость зародышеобразования уменьшается намного сильнее, чем скорость роста кристаллов при понижении движущей силы процесса — пересыщения. В этом случае колебания системы происходят относительно экспоненциального распределения кристаллов по размерам (для кристаллизатора типа MSMPR). При циклах низкого порядка нестабильности обусловлены нерегулируемым отбором мелочи и эффектом вторичного зародышеобразования. В ряде случаев для получения устойчивого стационарного режима применяют классифицированную выгрузку продукта и удаляют избыток мелких кристаллов. [c.329]

Стратификация озер имеет сезонный цикл, который связан с балансом солнечной радиации (рис. 2.19). Для озер с незначительным притоком и стоком (их режим будет описан ниже) годовой цикл стратификации можно, описать следующим образом. Весной и летом солнечная радиация (инсоляция) и атмосферная радиация нагревают озеро, при этом поверхностные слои получают больше тепла, чем глубинные. Так как в результате этого процесса воды поверхностного слоя становятся менее плотными и менее стабильными, возникает стратификация толщи воды. Поскольку весной и летом указанный процесс развивается, глубина прогретого слоя увеличивается этому способствует конвективное турбулентное перемешивание и молекулярная теплопроводность, ветровое перемешивание и увеличивающаяся инсоляция. Образованный таким образом слой называется эпилимнио-ном, глубина его редко превышает 25 м (рис. 2.20). В пределах эпилимниона ветровое и конвективное перемешивание распределяет тепло по всей глубине, создавая относительно изотермические условия. По этой причине эпилимнион часто называют слоем перемешивания. Ниже эпилимниона температура воды быстро снижается, потому что нижние слои получают значительно меньше солнечного тепла и не подвержены ветровому перемешиванию. Эта область резкого снижения температуры, расположенная над гиполимнионом, называется металимнионом (термоклин приурочен к глубине, на которой отмечаются наибольшие изменения температуры) (рис. 2.21). Гиполимнион включает самые холодные воды и является относительно изотермичным. В этой области температурные изменения в течение всего года минимальны, течения отсутствуют. Термоклин является эффективным барьером для перемешивания вод между эпи- и гиполимнионом из-за резких градиентов температуры. В итоге озеро в целом представляет собой динамически устойчивую систему. [c.43]

Аналогично можно исследовать влияние других переменных процесса, например концентрации сырья. Этот вопрос здесь не рассматривается, но следует иметь в виду, что приведенный метод анализа применим только к изменениям, происходящим настолько медленно, что соответствующие изменения в работе реактора можно представить как ряд псе-вдостационарных состояний (статическая устойчивость). Динамическое поведение и устойчивость автотермически работающего кубового реактора под влиянием относительно быстрых колебаний различных параметров представляют особенно большой интерес для целей автоматического контроля и будут рассмотрены в Приложении П. [c.137]

Распространение идей термодинамики на неравновесные динамические системы связано, кроме решения задач о нахождении возможных стационарных состояний, с решением основной проблемы можно ли, зная особенности кинетического поведения системы реакций, из термодинамических соображений предсказать устойчивость стационарного состояния или, наоборот, возможность самопроизвольного перехода в другой стационарный режим при небольших возмущениях, или же найти условия устаноа1ения устойчивого колебательного режима Особенно важным здесь является то обстоятельство, что термодинамический подход позволяет дать ответы на эти и некоторые другие вопросы даже в условиях ограниченных или далеко не полных знаний относительно реальной кинетической схемы анализируемого динамического процесса. [c.349]

Обычно для полимеров одинакового или близкого химического строения, переходящих в высокоэластическое или расплавленное состояние при разной температуре, наибольшей термической устойчивостью обладает более высокоплавкий образец, что объясняется диффузионным торможением деструктивных процессов в твердой фазе полимера. Для рассматриваемого карборансодержащего полиарилата наблюдается обратная картина наименьшее уменьшение массы в условиях как динамической (в интервале 400—450 °С), так и изотермической (400 °С, 3 ч) термогравиметрии показывает аморфизированный образец. С повышением степени кристалличности полимера во всех случаях увеличиваются потери массы. Например, масса аморфизированного образца не изменяется до 650 °С, кристаллические же образцы обнаруживают уменьшение в массе при 400 °С. Высказано предположение, что неодинаковое поведение при нагревании кристаллического и аморфизированного образцов данного полиарилата может быть обусловлено различием их молекулярной подвижности в области 280-380 °С [119]. Повышенная термическая устойчивость аморфного полимера с относительно низкой температурой размягчения обусловлена или повышением стабилизирующего влияния карборановых групп в расплаве полимера, или образованием более термически устойчивых вторичных структур за счет взаимодействия по карборановым группам, протекание которых в расплаве или в высокоэластическом состоянии облегчается. В высококристаллических полимерах с высокими температурами плавления проявление этих эффектов, очевидно, затруднено [118]. [c.266]

В работе [32] отмечается, что на процессы ветвления и структурирования оказывает влияние изомерия ароматического ядра кислотной компоненты. На термические превращения полиарилатов [32] (а также полиимидов [33-34]) влияют не только строение входящих в цепь группировок, но и их взаимное расположение. Так, полиарилаты на основе 4,4 -дифенилфталиддикарбоновой кислоты термически более устойчивы, чем соответствующие им изомеры (по положению лактонного цикла относительно карбонильной группы) на основе фенолфталеина как в условиях динамического, так и изотермического нагревания разница в температурах начала разложения на воздухе составляет 50-60 °С. Термостойкость полиарилатов на основе фенолфталеина с дифенилено-выми фрагментами в полимерной цепи выше, чем у полиарилатов, полученных на основе одноядерных ароматических исходных компонентов изофталевой и терефталевой кислот, резорцина, гидрохинона. Введение дифенильного фрагмента как в фенольную, так и в кислотную компоненту повышает и гидролитическую устойчивость полиарилатов. [c.287]

Предварительная обработка поверхности. У большинства исследователей, применявших первоначальные варианты динамического способа, процент успеха был относительно невелик возможно, это было связано с упомянутым выше стеканием раствора по стенкам капилляра. Чтобы избежать этого, Шомбург и Хас-манн [5] предложили пользоваться более концентрированными, а следовательно, и более вязкими растворами неподвижной жидкой фазы, пленки которых на поверхности капилляра более устойчивы в процессе испарения растворителя. Для того чтобы из таких более вязких растворов получать тонкие пленки, авторы предложили вслед за пробкой концентрированного раствора жидкой фазы пропускать через колонку столбик ртути длиной в несколько сантиметров, полагая, что ртуть, обладающая высоким поверхностным натяжением, смоет большую часть раствора неподвижной фазы с поверхности и удалит ее из колонки. Для практической реализации этого способа они использовали сосуд, показанный на рис. 3.1. Пустую спиральную колонку с травленой внутренней поверхностью располагают так, чтобы ее витки были в горизонтальном положении, и при помощи предварительно размягченной нагреванием тефлоновой трубочки 1 соединяют ее с выходящей из сосуда трубкой из нержавеющей стали 6. Верхний конец стальной трубки можно поднимать и опускать с тем, чтобы располагать его по необходимости в жидкой фазе, в ртути или в азоте над ртутью и тем самым поочередно вводить их в колонку. Вначале конец трубки оставляют в жидкой фазе и под давлением азота вводят в колонку столбик концентрированного раствора неподвижной жидкой фазы высотой - 10 см. Затем верхний конец трубки опускают в ртуть и сразу же вслед за раствором вводят в колонку столбик ртути высотой около 1—2 см. После этого, подняв конец трубки над ртутью, начинают продувать колонку азотом. После того как раствор и ртуть выйдут из колонки, повышают ее температуру и продолжают продувать азотом для удаления остатков растворителя. [c.47]

Существует два основных способа проведения термического анализа в изотермическом и в динамическом температурных режимах. В первом случае процесс термической деструкции изучается при одной температуре, но во времени. Это дает возможность сопоставлять скорость разложения различных материалов при данной температуре. Такой способ приемлем, когда известен температурный режим работы материала. Он имеет практическое значение, поскольку позволяет получать сведения о свойствах материала при работе в данном режиме. Если при этом дополнительно проводится анализ продуктов разложения, то метод позволяет получить сведею1Я о механизме термической деструкции. Однако для получения данных в широком интервале температур требуется большая затрата времени. Для оценки термической устойчивости вещества в первую очередь необходимо выяснить температурные интервалы тех термических превращений, которые необратимо изменяют химическую природу полимера. Для такой оценки используют динамический способ. Образец нагревают с определенной скоростью и следят за изменением массы, количеством и составом летучих продуктов разложения, изменением тепловых эффектов и т.д. Информативность данных, полученных в динамическом режиме, в сочетании с относительной быстротой проведения эксперимента обусловила широкое распространение этого метода. Он служит не только для предварительной оценки термической устойчивости и выявления температур, при которых происходят наиболее глубокие превращения вещества, но и в сочетании с анализом продуктов деструкции для получения сведений об основных механизмах термического разложения. [c.9]

В чем же здесь дело, ведь время и раньше входило во все уравнения динамики и являлось предметом особого рассмотрения в теории относительности Это действительно так, однако в динамическом описании Системы, как в классическом, так и в квантовом, время играет ограниченную роль, поскольку и уравнение Гамильтона, и уравнение Шредингера инвариантны относительно обращения времени t в Динамика Галилея и Ньютона, как и квантовая механика, не знают различий между прошлым и будущим, не знают эволюции физического мира в их описании мир — это набор траекторий. И. Пригожин по этому поводу замечает ...из всех изменений, происходящих в природе, классическая физика выделяет только движение. Все, что дает классическая физика, сводится к утверждению изменение есть не что иное, как отрицание возникновения нового, и время есть всего лишь параметр, не затрагиваемый преобразованием, которое он описывает. Образ устойчивого мира — мира, избегающего процесса возникновения, вплоть до нашего времени оставался идеалом теоретической физики. Динамика И. Ньютона, дополненная его великими последователями П. Лапласом, Ж. Лагранжем и сэром У. Гамильтоном, представляла собой замкнутую универсальную систему, способную дать ответ на любой поставленный вопрос. Любой вопрос, на который динамика не могла дать ответ, отвергался как псевдопроблема почти по определению [318. С. 41]. [c.436]

Таким образом, критерий коагуляции в динамических уело-ВИЯХ является условием, накладываемым на число Рейнольдса Reo, причем зависимость критического числа Рейнольдса R kp, (> от параметров поверхностных сил Ло и А выражена слабо. Иными словами, если в теории ДЛФО, пренебрегающей динамикой сближения частиц, критерий коагуляции определяется соотношением электростатических и молекулярных сил взаимодействия частиц, то в динамических условиях возможность коагуляции определяется в первую очередь гидродинамикой вязкой дисперсионной среды в зазоре между поверхностями частиц. Отсюда легко понять, что для коагуляции в динамических условиях чрезвычайно существенное значение приобретает фактор формы поверхностей частиц, т. е. для анизометричных частиц потеря агрегативной устойчивости в динамических условиях более вероятна. Рассмотрим в связи с этим процесс взаимодействия двух частиц, имеющих форму плоских дисков радиусом Ri и толщиной 2Ri (Ri — радиус кривизны боковой поверхности). Получив от внешнего источника начальную относительную скорость Vo в момент, когда расстояние между их поверхностями составляет ho Ri, диски сближаются так, что один из них все время остается перпендикулярным другому. [c.19]