Cтраница 3
Крупные частицы примесей не образуют с водой устойчивых гетерогенных систем, так как быстро оседают на дно под действием гравитационных сил. Скорость седиментации зависит от формы частиц, соотношения силы тяжести, приводящей к их осаждению, и силы трения, препятствующей этому процессу. Водные дисперсии, содержащие частицы размером более Ю-3 см, обладают, как правило, полной кинетической неустойчивостью. При уменьшении размера частиц до 10 4 - 10 - 5 см образуются гетерогенные системы, для которых характерна сравнительно небольшая удельная поверхность дисперсной фазы, слабая интенсивность теплового движения частиц и невысокая кинетическая устойчивость. К таким системам относятся суспензии, эмульсии и пены. [31]
Неустойчивости бывают разных типов. В одном из них раскачка колебаний обусловлена различным характером взаимодействия отдельных групп заряженных частиц с волнами. Такие неустойчивости, которые в конечном счете приводят к перераспределению заряженных частиц по скоростям, носят название кинетических неустойчивостей. Примером кинетической неустойчивости является пучковая неустойчивость, которая возникает при прохождении пучка электронов в плазме. В этом случае электроны пучка резонансно взаимодействуют с плазменными колебаниями и, раскачивая их, замедляются. [32]
Неустойчивости бывают разных типов. В одном из них раскачка колебаний обусловлена различным характером взаимодействия отдельных групп заряженных частиц с волнами. Такие неустойчивости, которые в конечном счете приводят к перераспределению заряженных частиц по скоростям, носят название кинетических неустойчивостей. Примером кинетической неустойчивости является пучковая неустойчивость, которая возникает при прохождении пучка электронов в плазме. В этом случае электроны пучка резонансно взаимодействуют с плазменными колебаниями и, раскачивая их, замедляются. [33]
В § 1.15 решена задача по определению функции распределения пучка при стационарной инжекции его в плазму. Поэтому установление стационарного состояния для пучка, возбуждающего кинетическую неустойчивость, согласно работе [30] должно происходить следующим образом. Первая группа частиц пучка, инжектируемых в плазму, возбуждает ленгмюровские колебания на самом входе в систему и, отдавая энергию колебаниям, релаксирует на довольно большой, но конечной длине. Энергия этой группы частиц, распределенная по большой длине, приводит к появлению в плазме на этой же длине надтепло-вых шумов, энергия которых много меньше той, которая устанавливается в стационарном режиме. Следующая группа электронов пучка взаимодействует с существующими колебаниями, поэтому отдает энергию уже на меньшем расстоянии от входа в систему. Таким образом, энергия шумов теперь больше и распределена на меньшей Длине. Однако в экспериментальных условиях групповая скорость может определяться другими факторами: магнитным полем и конечностью размеров плазмы. [34]
Наконец, для удержания плазмы используются также комбинированные ловушки с магнитным и электрическим полями. К ним относится электромагнитная ловушка Юпитер в Харьковском физико-техническом институте. В таких ловушках с помощью внешних электродов создаются раздельные потенциальные барьеры для электронов и ионов, позволяющие, в принципе, уменьшить продольные потери плазмы. Здесь, однако, возникает опасность усиления поперечных потерь плазмы из-за кинетических неустойчивостей, связанных с крутым перепадом равновесного профиля давления на расстоянии, меньшем ионного ларморовского радиуса. Экспериментальные исследования, выполненные на тороидальной ловушке АТОЛЛ в ИАЭ им. [35]
Наконец, для удержания плазмы используются также комбинированные ловушки с магнитным и электрическим полями. К ним относится, например, электромагнитная ловушка Юпитер в Харьковском физико-техническом институте. В таких ловушках с помощью внешних электродов создаются раздельные потенциальные барьеры для электронов и ионов, позволяющие, в принципе, уменьшить продольные потери плазмы. Здесь, однако, возникает опасность усиления поперечных потерь плазмы из-за кинетических неустойчивостей, связанных с крутым перепадом равновесного профиля давления на расстоянии, меньшем ионного ларморовского радиуса. Экспериментальные исследования, выполненные на тороидальной ловушке Атолл в ИАЭ им. [36]
Физико-химическая природа поверхности утяжелителя обусловливает степень его инертности. Достаточная инертность утяжелителя достигается при оптимальном гидрофильно-гидрофобном балансе его поверхности. Повышение гидрофильности превращает утяжелитель в активный структурообразователь, добавка которого в буровой раствор на водной основе повышает структурно-реологические характеристики системы. Гидрофоби-зация утяжелителя уменьшает его утяжеляющую способность в таких растворах, обусловливает их кинетическую неустойчивость и разделение фаз. [37]
Эксперименты по удержанию плазмы в адиабатических ловушках, начатые и развернутые как одно из направлений программы исследований по управляемым термоядерным реакциям, быстро обнаружили весьма обширный и интересный круг физических явлений. В экспериментах с адиабатическими ловушками была детально исследована и успешно стабилизирована казавшаяся одной из наиболее грозных неустойчивостей, так называемая желобковая или конвективная. Было исследовано и своеобразное турбулентное движение плазмы, вызываемое этой неустойчивостью. Дальнейшее исследование свойств адиабатически удерживаемой плазмы обнаружило целый ряд коллективных эффектов, связанных с так называемыми кинетическими неустойчивостями; изучение их продолжается и по настоящее время. Запуск искусственных спутников привел к открытию радиационных поясов Земли и тем самым продемонстрировал, что эффекты удержания плазмы в магнитных ловушках играют роль не только в искусственно созданных лабораторных приборах, но и в природных условиях, причем между экспериментальными данными, полученными в лабораторных условиях, и наблюдательными данными, относящимися к магнитосфере Земли, имеется хорошее соответствие. [38]
Неустойчивости плазмы можно разбить на две большие группы: гидромагнитные и кинетические. Гидромагнитными мы условимся называть такие неустойчивости, которые связаны с перемещением в пространстве отдельных макроскопических участков плазмы. Это - неустойчивости, видимые, так сказать, на глаз. Для исследования таких неустойчивостей можно пользоваться уравнениями магнитной гидродинамики, откуда и происходит их название. Кинетические неустойчивости являются проявлением более тонких эффектов: для них существенно различное поведение отдельных частиц в одном и том же месте пространства, поэтому их исследование может быть проведено только на основе кинетического уравнения с самосогласованным полем. Типичным примером такой неустойчивости является пучковая неустойчивость, возникающая в результате взаимодействия частиц пучка с электронами и ионами плазмы. Кинетические неустойчивости как правило связаны с высокочастотными коротковолновыми колебаниями, и в этом смысле они являются как бы микроскопическими по отношению к крупномасштабному и более медленному гидродинамическому движению. [39]
Характерным для такого распределения является довольно медленное ( по сравнению с максвелловским) убывание функции распределения каждого пучка с отклонением от средней скорости этого пучка. Поэтому необходимо учитывать резонансные частицы обоих пучков. В результате оказывается, что затухание вращательной ветви колебаний того или иного пучка из-за взаимодействия с резонансными частицами этого же пучка сильнее, чем раскачка колебаний частицами другого пучка. Поэтому такие пучки могут быть кинетически неустойчивы. Однако в двухпучко-вой системе помимо кинетической неустойчивости возможно развитие гидродинамической пучковой неустойчивости. [40]
Повышение качества утяжелителя позволяет с минимальными добавками его получать растворы заданных удельных весов. Ряд минералов и руд имеет большой удельный вес, но непригоден для утяжеления. Это определяется физико-химическими свойствами материала, в частности его гидрофильностью. Повышение ее превращает утяжелитель из наполнителя, в активный компонент, усиливает структурообразование и загущение. Снижение гидрофильности также сказывается на утяжеляющей способности, вызывая кинетическую неустойчивость, разделение фаз и выпадение осадков. Для удержания такого утяжелителя необходимо, чтобы суспензия имела более прочную структуру. [41]
Неустойчивости плазмы можно разбить на две большие группы: гидромагнитные и кинетические. Гидромагнитными мы условимся называть такие неустойчивости, которые связаны с перемещением в пространстве отдельных макроскопических участков плазмы. Это - неустойчивости, видимые, так сказать, на глаз. Для исследования таких неустойчивостей можно пользоваться уравнениями магнитной гидродинамики, откуда и происходит их название. Кинетические неустойчивости являются проявлением более тонких эффектов: для них существенно различное поведение отдельных частиц в одном и том же месте пространства, поэтому их исследование может быть проведено только на основе кинетического уравнения с самосогласованным полем. Типичным примером такой неустойчивости является пучковая неустойчивость, возникающая в результате взаимодействия частиц пучка с электронами и ионами плазмы. Кинетические неустойчивости как правило связаны с высокочастотными коротковолновыми колебаниями, и в этом смысле они являются как бы микроскопическими по отношению к крупномасштабному и более медленному гидродинамическому движению. [42]
Устойчивость ч ч любой коллоидной системы определяется двумя противоположно 1 N. Первый фактор характеризует кинети - ческую, а второй - агрегативную устойчивость коллоидной си - Х - - - стемы. Любой фактор, увеличивающий кинетическую устойчивость в большей мере, чем агрегативную неустойчивость, действует как стабилизатор кол-лоидной системы. Любой же фактор, увеличивающий в большей степени агрегативную неустойчивость, чем кинетическую неустойчивость, действует как разрушитель коллоидной системы. [43]