Cтраница 3
Уравнение (1.2.1) описывает распространение любого малого возмущения в среде. Для периодических процессов в числе решений (1.2.1) имеют место как ультразвуковые ( гиперзвуковые), так и температурные волны. [31]
Если горючая смесь подвергается местному подогреву, то возникает нестационарное состояние. В данном анализе мы будем предполагать, что тепло каким-то образом вносится в плоский: слои среды так, что возникают две плоские температурные волны, которые могут превратиться в фронты пламени, распространяющиеся симметрично в обоих направлениях от центральной плоскости, где расположено начало координат. Количество поступающего тепла, отнесенное к единице площади плоскости, проходящей через начало координат, равно 2h, где h - начальный избыток энтальпии каждого фронта. При применении этих уравнений к рассматриваемому одномерному случаю дифференциальный оператор V заменяют па д / дх. Мы считаем, что при интересующих нас условиях давление по ширине фронта постоянно, а влияние вязкости пренебрежимо мало; таким образом, можно пренебречь уравнением движения, а правую часть уравнения (1.9) положить равной нулю. [32]
Неустановившееся состояние также можно использовать для этой цели, если температура одного из концов стержня периодически меняется и вследствие этого по стержню распространяются температурные волны. Из наблюдения за прохождением этих волн вычисляется коэфициент теплопроводности. Ангстрем впервые применил этот метод, и его работа исключительно интересна как строгостью математических рассуждений, так и новизной экспериментального метода. Хагстрем) позднее разработал ту же задачу, предполагая, что коэфициепты теплопроводности и теплообмена зависят от температуры. Нейман и Вебер4) применили этот метод к короткому стержню, температура обоих концов крторого периодически меняется. [33]
Таким образом, в глинистых пластах при отсутствии льдистости нулевая изотерма в период возмущения уходит дальше, чем в соседнем песчаном пласте, и возвращается соответственно быстрее. Конечно, эти выводы следует относить к срединным плоскостям глинистых и песчаных пластов, в то время как на их контактах вследствие перетоков тепла по вертикали температурные волны распространяются с промежуточными скоростями. Поэтому оценку времени подхода к контуру скважины нулевой изотермы следует производить для двух крайних случаев - при наличии и отсутствии в теплопроводящей среде фазовых превращений. [34]
Сказанное выше, конечно, не исчерпывает проблему линеаризированных движений. Возможны линеаризированные движения и не типа колебаний ( в этом случае система определяющих линеаризованных уравнений не будет однородной): возможны распространения возмущений и других типов, например, энтропийные или температурные волны. Представляет интерес исследование отражения и преломления всех этих типов волн на различных неоднородностях среды. Анизотропия проводимости также может оказать существенное влияние на затухание волн различных типов. [35]
Из полученного уравнения следует, что в любой момент ( времени температура в массиве ограждения распределяется волнообразно. Амплитуда волн затухает с увеличением расстояния от внутренней поверхности ограждения. В результате такого смещения температурные волны можно рассматривать как движущиеся от места их возбуждения на поверхности ограждения в глубину массива. [36]
И опять это не оказывает никакого влияния на полную плотность р, которая остается повсюду одинаковой. Однако локальное значение отношения ps / p, а следовательно, и локальная температура начинают осциллировать. Таким образом, в Не II могут распространяться температурные волны, которые называют вторым звуком, чтобы отличить их от первого звука - обыкновенных продольных волн сжатия, связанных с флуктуациями полной плотности при постоянной темпе-ратуре. Если скорость поступления тепла не слишком велика и частота тока не очень высока, волны второго звука распростра-няются фактически без затуха-ния - Мы обсудим вопрос о втором ЗВуке более подробно после того, КаК ознакомимся в гл. [37]
Взаимодействие различных механизмов неустойчивости отчетливо проявляется в структуре нейтральных кривых. Пример, представленный на рис. 74, интересен наличием волновой неустойчивости. Верхние области соответствуют обычной волновой моде ( нарастающие температурные волны), дестабилизированной влиянием вибрации, нижние области - монотонной вибрационно-статической моде. При Rau 1040 на верхней границе статической области зарождается еще одна зона волновой неустойчивости ( на рисунке заштрихована), расширяющаяся с ростом Ray. [38]
Возможность расчета стационарных периодических процессов полезна для многих приложений, таких как теплопроводность в стенках двигателей внутреннего сгорания, суточный нагрев или охлаждение здания и теплоперенос в регенераторах. Интересные физические результаты могут быть получены из анализа периодического поведения поля температуры. Легко обнаружить что периодическое изменение температуры на границе вызывает температурные волны вдоль пространственной координаты в теле. При движении вдоль этой координаты амплитуда этих волн экспоненциально уменьшается. [39]
Надо сказать, что мощность слоев переменных температур растет также при уменьшении отношения Я / а. Важно также отметить, что мощность названного слоя растет и в том случае ( при одинаковой скорости), когда коэффициент молекулярной температуропровбдности уменьшается ( при а / Я const), поскольку температурные волны в водоносном пласте в этом случае меньше гасятся скелетом пород. Аналогичная картина наблюдается и при формировании режима температуры в слое суточных теплооборотов с той лишь разницей, что для выхода из слоя суточных молекулярных теплооборотов суточной температурной волне нужна скорость фильтрации примерно на порядок больше, чем для годовой температурной волны для проникновения ниже нейтрального слоя при сопоставимых значениях а и Я. [40]
Остановимся здесь только на задачах первой группы, при решении которых необходимо иметь в виду возможность различного характера восстановления температурного поля в песчаных и глинистых пластах. Как было указано ранее, в глинах твердой и тугопластичной консистенции льдистость практически отсутствует, и температурные возмущения в них распространяются без изменения агрегатного состояния поровой воды. В то же время в пористых пластах нарушение температурного поля и его восстановление связано с таянием и повторным замерзанием порового льда. Температурные волны в таких средах движутся значительно медленнее, чем в средах без фазовых превращений. [41]
Известно, что молекулярное рассеяние света дает информацию о флуктуационных неоднородностях плотности, возникающих в процессе теплового движения в среде. Различают флуктуационные движения двух типов: адиабатические флуктуации плотности и флуктуации энтропии. Первые из них можно описать суперпозицией гиперакустических ( дебаевских) волн. Вторые ( для чистых жидкостей) представляют собой быстро затухающие температурные волны. Здесь мы имеем дело фактически с тем же периодическим тепловым процессом, что и в зондовых методах, описанных в предыдущем параграфе; различие заключается лишь в том, что в первом случае эти волны создавались периодическим нагревом, а во втором - являются порождением теплового движения, тепловыми флуктуациями. Оба типа флуктуационных движений можно описать на основе единой схемы, рассматривая линейные возмущения среды в гидродинамическом приближении, с использованием континуальных уравнений гидродинамики и теплообмена. [42]
Нормальный компонент - остальная часть жидкости с плотностью р / ( - р - р - ведет себя как обычная вязкая жидкость, что приводит к затуханию колеблющегося в Не II диска. Не II, полученный в экспериментах по рассеянию нейтронов в Не JI, приведен на рис. 3), Аномально высокая теплопроводность Не II связана с тем, что теплота в ним мотет переноситься движением нормального компонента при отсутствии полного потока массы, к-рыл компенсируется противотоком сверхтекучего компонента, пе несущего теплоты. Благодаря такому механизму переноса теплоты в Не II кроме обычного ( первого) звука существует второй звук - температурные волны. Двухжидкостлая модель объясняет большинство др. эффектов, присущих сверхтекучей жидкости: механокалорический эффект, термомеханичес. [43]
Теоретические работы группы делятся на две категории: помощь в оценке и направлении экспериментальной работы и собственно теоретическая работа. К первой категории относятся работы Кана, Швейнлера, Вейнберга и других по разработке теории специального осциллятора. Это прибор, который позволяет привести в периодическое движение в котле поглотитель с известной или неизвестной характеристикой поглощения нейтронов. Колебание поглотителя нейтронов вызывает волны нейтронной интенсивности, которые распространяются по всему котлу. Эти волны похожи на температурные волны в земле, вызываемые дневными и годовыми колебаниями температуры на земной поверхности. Амплитуда и длина этих волн позволяют оценить характеристики осциллятора, поглощающего нейтроны, и свойства котла. [44]
Теория сверхтекучести и гидродинамика сверхтекучей жидкости была разработана Л. Д. Ландау и его учениками. Мы не имеем здесь возможности сколько-нибудь подробно изложить эту теорию и потому ограничимся лишь пояснением некоторых представлений, приводящих к возможности распространения в жидком гелии II второго звука. При температуре, близкой к абсолютному нулю, гелий представляет собой жидкость, в которой почти не происходит никаких тепловых движений. Когда температура повышается, начинают появляться тепловые возмущения, но не непрерывным образом, а квантами. Подобие тому как в обычном газе молекулы передают импульсы друг другу соударениями и возникает звук, так в газе из тепловых квантов, каким является гелий II, возникают слабс затухающие температурные волны. Однако эти волны не имеют ничего общего с затухающими температурными вол-нами в теплопроводящей среде, о которых речь шла выше и происхождение которых обязано лишь теплопроводное среды. [45]