Cтраница 2
Последняя будет иметь отрицательный знак при сделанных предположениях, когда поток в плоскости Z идет слева. Это убеждает нас, что скорость перемещения вихря I не бесконечна. Чтобы она равнялась нулю, нужно записать, что в написанной выше разности отсутствует постоянный член. [16]
Если некоторая доля кинетической энергии вихря убавляется, то поступательная скорость движения вихря должна также уменьшаться. Вихрь при этом должен отставать от того слоя, из которого он образовался. Перемещение вихря относительно окружающей его жидкости должно создавать силу Жуковского. Это положение в полной мере относится к вихрям, отрывающимся от шероховатых стенок. [17]
Допустим, система находится в покое, жидкость с большой плотностью. Однако граница раздела жидкостей деформируется с проникновением тяжелой жидкости в легкую с образованием вихря. В процессе перемещения вихря циркуляция внутри его уменьшается, что приводит к остановке вихря. [18]
Используя выше полученные результаты, мы опять обратимся к изучению задачи, решенной в главе V, но предполагая теперь, что речь идет о цилиндре, движущемся в канале ширины ol и перемещающемся со скоростью F. Предположим, что установился определенный режим с образованием позади альтернированных вихрей, так что на больших расстояниях позади конфигурация вихрей в точности соответствует изученной. Назовем скорость перемещения вихрей череа v0 и сохраним все обозначения предыдущего параграфа. Мы рассмотрим, что дают для среднего сопротивления, испытываемого единицей длины цилиндра, тот и другой методы, изложенные выше в случае неограниченной жидкости. [19]
Обычно появление неупорядоченной межфазной конвекции связывают с турбулентностью или принудительной конвекцией. Таким образом, для того чтобы объяснить механизм эрупции - наиболее хорошо известной формы неупорядоченного возмущения, следует предположить наличие турбулентности. Рассмотрим ( рис. 6 - 3, а) перемещение вихря из глубины исчерпываемой фазы на межфазную поверхность. [20]
Возникновение и исчезновение вихрей в реальных жидкостях обусловлено силами вязкости. В идеальной жидкости, где нет трения, все частицы жидкости, вовлеченные в вихревое движение, перемещаются вместе с вихрем, причем произведение поперечного сечения вихря на скорость вращения остается постоянным вдоль оси вихря и не изменяется при перемещении вихря в жидкости. В этих замечательных теоремах Гельмгольца отображен закон сохранения момента количества движения в применении к жидкостям. [21]
Пульсирующие источники акустического давления определяются этими тремя центрами. Пульсации распространяются в пограничном слое цилиндра и во внешнем потоке со скоростью звука ( фиг. Оторвавшийся вихрь, пульсирующий с этой частотой, отсылает обратно импульсы, распространяющиеся от присоединенного слоя, и, согласно эффекту Доплера, частота колебаний уменьшается пропорционально отношению 1 - ( и - ид) / а, где us - скорость перемещения вихря относительно потока. [22]
Он тоже представляет мало интереса, так как величина угловой скорости вращения является определенной, связанной с широтой, постоянной. Более подробное исследование этого случая показывает, что он имеет место при прямолинейных стационарных изобарах с очень слабым барометрическим градиентом; вращающийся столб жидкости перемещается по некоторой траектории, описывая петли при своем движении. Мы увидим, однако, далее, что аналогичные обстоятельства встречаются и в более обычных для атмосферы условиях. Невозможность предвидеть на основании карты изобар перемещение вихря служит лишним указанием на необходимость улучшить производство метеорологических наблюдений над ветром и использовать более интенсивно эти наблюдения в синоптической практике. [23]
Однако достижение турбулизации цементного раствора лишь в результате повышения скоростей течения не всегда возможно из-за высоких гидравлических сопротивлений. В потоке необходимо создавать условия для образования вихрей. Вполне естественно возникают необходимость изучения возможностей генерирования вихрей в потоке, когда критерий Рейнольдса меньше критического, а также установления закономерностей перемещения вихрей в потоке. [24]
Однако достижение турбули-зации цементного раствора лишь в результате повышения скоростей течения не всегда возможно из-за высоких гидравлических сопротивлений. В потоке необходимо создавать условия для образования вихрей. Вполне естественно возникает необходимость изучения возможностей генерирования вихрей в потоке, когда критерий Рейнольдса меньше критического, а также установления закономерностей перемещения вихрей в потоке. [25]
При турбулентном движении вторичные скорости, накладывающиеся на основной поток, изменяются во времени и в пространстве. Распределение этих скоростей, характеризующих турбулентность потока, хаотичное; поэтому для изучения турбулентного движения должны применяться статистические методы. Наиболее подробно разработаны теории, основанные на некоторых упрощенных моделях механизма турбулентного движения. Например, допускается, что вихри в турбулентно движущейся жидкости перемещаются из одной точки потока в другую, где они исчезают, смешиваясь с потоком; возникновение и перемещение вихрей носит неупорядоченный характер. При этом вихри переносят свойства жидкости из точки возникновения вихрей в точку, где они разрушаются. Такая гипотеза дает наглядное представление о том, каким образом в турбулентном потоке очень быстро усредняются концентрации растворенного вещества. [26]