ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уравнения газовой динамики при отсутствии термодинамического равновесия из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " В 3 было показано, что в не слишком слабой ударной волне в случае, когда имеется теплопроводность, но отсутствует вязкость, непрерывный переход газа из начального состояния в конечное невозможен. Неминуемо возникает разрыв, который соответствует вязкому скачку уплотнения, и в рамках данного приближения является бесконечно тонким (так как с самого начала была исключена из рассмотрения вязкость вещества). Если теплопроводностный поток пропорционален градиенту температуры, то на разрыве испытывают скачок все величины, за исключением температуры имеет место изотермический скачок. В 12 и 17 были рассмотрены конкретные примеры изотермических скачков, к которым приводят электронная и лучистая теплопроводности. [c.420] Однако при чрезвычайно больших амплитудах ударной волны, когда плотность энергии и давление излучения становятся достаточно большими по сравнению с энергией и давлением вещества, положение меняется. Разрыв исчезает и газ в ударной волне переходит непрерывным образом из начального состояния в конечное только за счет лучистой теплопроводности, даже если вязкость вещества не принимается во внимание. Этот вопрос рассматривали С. 3. Беленький и (позднее) В. А. Белоконь [50]. [c.420] Функция Т (т]) в интервале О Т] С 1 имеет максимум (обозначим координаты максимума через Гтах llmax). [c.421] Поток излучения в волне S, как и в случае, когда плотность и давление излучения малы, направлен всегда в одну сторону, навстречу потоку газа, и обращается в нуль только при X = —оо и ж=4-°о, перед и за фронтом волны. Поэтому температура в волне обязана монотонно возрастать от начальной Г = О до конечной Гц в противном случае поток S — dT Idx менял бы знак внутри волны. [c.421] Заметим, что при этой амплитуде скорость газа за фронтом относительно фронта в точности равна изотермической скорости звука в конечном состоянии (а при амплитудах больших, чем переходная, когда разрыва нет, скорость газа за фронтом больше изотермической скорости звука фронт движется со сверхзвуковой скоростью относительно газа за ним). [c.422] В работе В. С. Имшенника [51] рассматривается ударная волна в двухтемпературной плазме с учетом излучения (температуры электронов и ионов не предполагаются одинаковыми). В работе [88] исследуется структура фронта ударной волны с учетом переноса энергии и импульса излучением на основе уравнений радиационной гидродинамики (в нерелятивистском приближении). [c.422] Предположим, что первоначально равновесный двухатомный газ, нагретый до такой температуры, что в нем колебания возбуждены классически , с открытием заслонки трубы настолько быстро расширяется, что колебания остаются замороженными, и энергия колебаний при расширении не успевает превращаться в кинетическую энергию истечения ). [c.423] Это означало бы, что скорость истечения соответствует не равновесному показателю адиабаты у = 9/7, а показателю у = 7/5, т. е. будет, грубо говоря, в 7/5 = 1,4 раза меньше. [c.423] В общем же случае приходится рассматривать газодинамический процесс одновременно с кинетикой неравновесных процессов, что вносит усложнение в систему уравнений, описывающих явление. [c.424] Будем интересоваться движением газа, состояние которого отклоняется от термодинамического равновесия. При этом мы по-прежнему, не будем учитывать вязкость и теплопроводность, считая, что неравновесность связана исключительно с замедленным протеканием внутренних процессов, не выходяпщх за рамки данной частицы вещества, скажем, замедленным возбуждением молекулярных колебаний. [c.424] Под температурой Т везде, где это не оговаривается особо, подразумевается температура, соответствующая поступательным степеням свободы молекул (атомов, ионов), которые обычно равновесны даже в самых быстрых газодинамических процессах, так как максвелловское распределение молекул по скоростям устанавливается чрезвычайно быстро. [c.425] Здесь Ед — сумма энергий поступательных и вращательных степеней свободы молекул (вращательная энергия предполагается равновесной, т. е. соответствующей поступательной температуре Г) бк (Г) — энергия колебаний, находящихся в термодинамическом равновесии с поступательными степенями свободы молекул т (Г, q) — время релаксации для установления колебательного равновесия. [c.426] Аналогичные, но по форме более сложные уравнения можно выписать и для всех других случаев, когда имеются неравновесные диссоциация, химические реакции, ионизация или когда отличаются поступательные температуры электронного и атомного (ионного) газов. Все эти случаи были разобраны в предыдущей главе при рассмотрении структуры неравновесного слоя во фронте ударной волны. [c.426] Вернуться к основной статье