Неустойчивость конвективная

Если температура окружающего воздуха понижается с высотой так, что ее вертикальный градиент больше адиабатического, что бывает при солнечной погоде и сильном прогреве Земли и приземного слоя воздуха, то движущийся снизу объем воздуха получает ускорение за счет сил плавучести и образующиеся конвективные токи поднимаются на большую высоту, вызывая интенсивное вертикальное перемешивание слоев воздуха. Такие условия называются неустойчивыми, конвективными. [c.36]

Более сложно обстоит дело в случае течения Пуазейля. Существенное отличие от течения Куэтта состоит в следующем. Изотермическое течение Куэтта, как известно, устойчиво относительно малых возмущений при любых скоростях потока. Неустойчивость может наступить лишь при подогреве снизу и имеет конвективную природу. В случае же течения Пуазейля кроме конвективной неустойчивости, обусловленной подогревом снизу, при достаточно большой скорости потока наступает неустойчивость гидродинамической природы. При произвольных значениях чисел Рэлея и Рейнольдса (т. е. при произвольных значениях вертикального градиента температуры и скорости продольного течения) имеет место взаимодействие обоих механизмов неустойчивости — конвективного и гидродинамического. [c.271]

Исследованию гидродинамической устойчивости изотермических плоскопараллельных стационарных течений посвящена обширная литература (см. [ ]). Обычно интерес исследователей сосредоточен на выяснении вопроса об устойчивости нескольких изотермических течений — Куэтта, Пуазейля и течения, в пограничном слое. Нас в дальнейшем будет интересовать задача исследования спектра нормальных возмущений и определения границы устойчивости конвективного течения. Специфическим свойством этого течения является нечетность профиля. Это обстоятельство, как будет видно, приводит к появлению некоторых характерных особенностей спектра возмущений. Неустойчивость -конвективного течения наступает при числах Рейнольдса, гораздо меньших, чем, например, в случае течения Пуазейля. Это связано со структурой течения — наличием двух встречных потоков, взаимодействие между которыми приводит К потере устойчивости при сравнительно малых скоростях, [c.305]

Экспериментальные результаты. При экспериментальном исследовании неустойчивость конвективного течения может быть зарегистрирована либо по появлению вихревых элементов, нарушающих плоскопараллельную структуру основного потока, либо по кризису теплопередачи через слой. В имеющихся работах [41—47] использовались оптические и тепловые методы. [c.36]

Интересное проявление неустойчивости конвективного течения с четными профилями ско- [c.174]

Шихов В.М. О гидродинамической и тепловой неустойчивости конвективного течения с кубическим профилем температуры // Конвективные течения. - Пермь Перм. пед. ин-т, 1981. - С. 62-68. [c.305]

Из данных, приведенных в этой таблице, видно, что распределение температуры воздуха в случае лучистого равновесия приводит к неустойчивости конвективного равновесия в нижних слоях воздуха, в силу чего возникают вертикальные токи. Табл. 3, в которой приведены градиенты. [c.97]

Если хотя бы одно из условий не выполняется, то неустойчивость конвективная. [c.114]

Если й)с>0, то возмуш,ение растет в каждой фиксированной точке X, т. е. неустойчивость абсолютна. Если же со" < О, то в фиксированных точках возмущение стремится к нулю—неустойчивость конвективна. Искомый критерий сводится, таким образом, к определению со . [c.327]

При 1ш —>сх) оба корня лежат в одной и той же (верхней) полуплоскости, т. е. оба корня относятся к категории к ( ). Они не могут, следовательно, при своем перемещении (при уменьшении 1ш ) зажать fe-контур, так что неустойчивость—конвективная. Асимптотическое поведение созданного в начальный момент возмущения определяется частотой = 2 , вблизи которой корни уравнения (63,8) стремятся к сх> по закону [c.334]

Если в уравнение (3.51) входят и конвективный, и диффузионный члены, то они взаимодействуют. Как мы вскоре увидим, для рассматриваемой разностной схемы возникает ограничение на Af, обусловленное диффузионным членом, и другое ограничение на Д/, зависящее от сравнительной величины статически неустойчивого конвективного члена и статически устойчивого диффузионного члена, т. е. от числа Рейнольдса. Эти моменты станут ясны в следующем разделе. [c.61]

Конвективная неустойчивость неподвижной жидкости [c.311]

Не смешивать эту неустойчивость с конвективной неустойчивостью, о которой шла речь в 281 [c.311]

Задача о конвективной неустойчивости неподвижной жидкости обладает той спецификой, что все собственные значения id) вещественны, так что возмущения затухают или усиливаются монотонно, без колебаний. Соответственно, и возникающее в результате неустойчивости неподвижной жидкости устойчивое движение стационарно. Покажем это для жидкости, заполняющей замкнутую полость, с граничными условиями (57,5) на се стенках ). [c.312]

Поведение длинноволновых возмущений (L или L > а) система уравнений описывает правильно. И то, что при w,2 О, 2 > О существуют длинноволновые конвективные возмущения, показатель для которых является отрицательным, свидетельствует о физической неустойчивости рассматриваемого стационарного однородного решения. В частности, стационарный однородный режим осаждения дисперсных частиц (седиментация) [c.312]

Мы рассмотрели конечно-разностные схемы для решения стационарного уравнения энергии. В случае нестационарной задачи построение соответствующ,их схем производится на основе приведенных аппроксимаций конвективного и кондуктивного потоков точно так же, как это делалось для нестационарного уравнения теплопроводности, т. е. можно использовать явную или неявную схемы. В явной схеме потоки берут с предыдуш,его шага, в неявной — с текущего. Можно ввести и схему с весами. Отмеченные выше отрицательные и положительные свойства аппроксимаций (5.6)—(5.8) проявляются и при решении нестационарных задач. В частности, даже неявная схема с разностью вперед является неустойчивой при любом соотношении шагов по пространственной и временной переменным. С другой стороны, неявная схема с аппроксимацией разностью против потока безусловно устойчива. [c.162]

При увеличении температурного напора тепловой поток проходит через максимум (рис. 13-4). Максимуму теплообмена предшествует конвективная область 1, соответствующая малым перегревам жидкости,, и область развитого кипения 3. Между ними находится область неустойчивого кипения 2. Она характеризуется малой плотностью центров парообразования. [c.301]

Вопросы устойчивости ламинарного течения пленки, таким образом, приобретают важное значение и для расчета теплообмена. При этом различают конвективную и абсолютную неустойчивость. При конвективной неустойчивости возмущение, раз возникнув, увеличивается со временем, однако при этом оно сносится вниз по потоку. Под абсолютной неустойчивостью понимают неустойчивость, характеризующуюся нарастанием возмущения во времени в данной точке потока. При наличии абсолютной неустойчивости строго ламинарное течение не может быть осуществлено. [c.57]

Следует сказать, что различие между обоими случаями имеет относительный характер в том с.мысле, что зависит от выбора системы отсчета, по отношению к которой рассматривается неустойчивость конвективная в некоторой системе неустойчивость становится абсолютной в системе, движущейся вместе с пакетом , а абсолютная неустойчивость становится конвективной [c.148]

Наличие двух мод неустойчивости конвективного течения впервые было обнаружено в уже цитированной работе [2 ] Для определения границ устойчивости в этой работе использовались первые приближения метода Галеркина, содержавшие в разложениях амплитуд возмущений функции тока и температуры по две базисные функции. Это приближение описывает гидродинамическую моду с погрешностью не более 20%. Качественно правильно описывается и поведение волновой моды (включая асимптотику 1/ Л Р7при Рг Количественные результаты для волновой [c.34]

Итак, обычные механизмы потери устойчивости в случае вертикального пористого слоя отсутствуют. Неустойчивость конвективной фильтрации может, тем не менее, иметь место, если ситуация усложняется и появляются дополнительные механизмы развития возмущений. В последующих пунктах рассматриваются две такие ситуации — наклон слоя к вертикали (если нагретая граница расположена снизу, то вступает в действие рэлеевский механизм) и неоднородность состава насыщающей жидкости (в этом случае включается дополнительный термоконцентрационный механизм, обсужденный в 19). [c.160]

В.Д. Зимин и В.Г. Шайдуров [82] в экспериментах с водой в прямоугольной полости изучали неустойчивость конвективного пограничного слоя и ядра при комбинированном боковом и вертикальном нагреве В обследованной области параметров выделены три режима — устойчивый стационарный, волновые возмущения в замкнутом пограничном слое и режим турбулизованного ядра, обусловленный неустойчивой стратификацией. [c.227]

Эту моду по аналогии с неустойчивостью конвективных валов в горизонтальном слое (см. 36) можно назвать зигзаговой. Наконец, если ни одно из условий (34.24) и (34.32) не выполнено, все пространственно-периодические движения могут, тем не менее, оказаться неустойчивыми из-за нарастания возмущений с Ку Ф О, Кг Ф О (рис. 151, в). Это имеет место. [c.251]

Рис. 160. Пределы1ые структуры неустойчивости конвективных валов а) бимодальная (фотография из работы [ 58] силиконовое масло, Рг 100), б) спицевидная (фотография из [56] метиловый спирт, Рг 7)

Асимнтотика корней при а оо такова /с1(ж) < / 1, к2(х) /г>2. Очевидно, что если ухУ2 > О, то при и>" —оо они лежат в одной полуплоскости комплексной плоскости к и первое условие критерия нарушено. Следовательно в этом случае неустойчивость конвективная. [c.115]

В предыдущем нздаиии этой книг неустойчивость по птпопюцию к сколь угодно малым возмущениям называлась абсолютной. Мы спускаем те-лерь в этом аспекте прилагательное абсолютная , сохранив его (в соответствии с более принятой в современной литературе терминологией) в качестве антитезы к понятию о конвективной неустойчивости ( 28), [c.137]

Поскольку положительность 1т oj сама по себе означает теперь лишь усиление перемещающегося вниз по течению возмущения, то открываются две возможности. В одном случае, несмотря на перемещение волнового пакета, возмущение неограниченно возрастает со временем в любой фиксированной в пространстве точке потока такую неустойчивость по отношению к сколь угодно малым возмущениям будем называть абсолютной. В другом же случае пакет сносится гак быстро, что в каждой фиксированной точке пространства возмущение стремится при t—>oo к нулю такую неустойчивость будем называть сно-совой, или конвективной ). Для пуазейлевого течения, по-внди-мому, имеет место второй случай (см, ниже примечание на с. 150). [c.148]

Доказательство конвективного характера неустойчивости плоского пуа-зейлевого течения дано в статье Иорданский С. В., Куликовский А. Г.— ЖЭТФ. 1965, т. 49, с. 1326. Доказательство, однако, относится лишь к области очень больших значсннн R в которой обе ветви нейтральной кривой близки к оси абсцисс, т. е. на обоих ветвях kh < 1. Для чисел R, при которых на нейтральной кривой А/г 1, вопрос остается открытым. [c.150]

Вопрос о характере неустойчивости пограничного слоя по отношению к бесконечно малым возмущениям (абсолютном или конвективном) еще не имеет полного решения. Для профиля скоростей без точки перегиба неустойчивость является конвективной в той области значений R, где обе ветви нейтральной кривой (рис. 29, а) близки к оси абсцисс (сюда относится то же самое доказательство, что и для плоского пуазейлевого тече- [c.240]

Если в заданной конфигурации жидкости и твердых стенок ностеиенно увеличивать число Рэлея, то наступит момент, когда состояние покоя жидкости становится неустойчивым по отношению к сколь угодно малым возмущениям ). В результате возникает конвекция, причем переход от режима чистой теплопроводности в неподвижной жидкости к конвективному режиму совершается непрерывным образом. Поэтому зависимость числа Нуссельта от при этом переходе не испытывает скачка, а лишь излом. [c.311]

Колшлексные частоты и в (4.1.15а) и (4.1.156) не за-лпсяг от скоростей звука в несущей фазе и соответствуют распространению конвективных возмущений. При Wtz О я aiaa> О четвертый корень в (4.1.15а) для к оо ж четвертый корень в (4.1.156) для к 0 дают < О, что соответствует экспоненциальному росту возмущения. Таким образом, как для длинных, так и для коротких воли система уравнений (4.1.1) допускает растущие конвективные возмущения, что делает исходное стационарное однородное решение (4.1.9) с ненулевым скольжением фаз и ненулевым содержанием обеих фаз (wi2 0, [ 2 > 0) неустойчивым. [c.307]

Третья группа работ посвящена различным вопросам теплообмена и частично гидродинамики. В частности исследованию сложного (радиационно-кондукционно-конвективного) теплообмена, теплообмена в постоянных и переменных электрических полях, теплообмена при абляции, применению вариационного метода для расчета теплоотдачи, изучению неустойчивости теплообмена вблизи критического состояния и некоторым другим вопросам. [c.6]

Согласно [3-3, 3-25] лампнарно текущая пленка всегда обладает конвективной неустойчивостью относительно возмущений с длиной волны, намного большей толип-шы пленки. Наличие конвективной неустойчивости не означает невозможности осуществления ламинарного течения. При малых числах Рейнольдса возникающие в пленке возмущения сносятся вниз по течению и не приводят к образованию какого-либо устойчивого рел има. Если же число Рейнольдса пленки больше некоторого предельного ResonH, то образуется устойчивый волновой режим. При ReВОЛН такой режим невозможен. [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...