Характерное газодинамическое время

В газовой смеси могут происходить химические реакции. Здесь будет рассматриваться только случай, когда скорости химических реакций достаточно велики и газовая смесь находится в локальном равновесном химическом состоянии. При большой скорости химических реакций или соответственно при малых временах протекания химических реакций хим имеет место неравенство 4им С 4. здесь характерное газодинамическое время, определяемое отношением характерного размера в задаче L к характерной скорости движения среды V ( ,, = L/V). Можно показать, что уравнения диффузии в этом случае вырождаются в конечные соотношения, носящие название законов действующих масс. [c.13]

Как и при нахождении приближенных решений уравнений для а, и д примем, что характерное газодинамическое время [c.49]

Любой физико-химический процесс будет существенно воздействовать на картину течения, если изменение энергии, связанное с этим процессом, соизмеримо с полным изменением энергии и характерное время протекания этого процесса сравнимо с характерным газодинамическим временем. [c.74]

Распространение возмущений в неравновесном газе имеет свои особенности. Пусть в газе распространяется слабое возмущение. Введем время релаксации т малых отклонений от локального термодинамического равновесия. Если время, за которое существенным образом меняются газодинамические величины при распространении волны, много меньше времени релаксации, то волна распространяется с так называемой замороженной скоростью звука с =К(Ф/Ф)5,5 (высокочастотная скорость звука). Если характерное время изменения газодинамических величин много больше времени релаксации, то волна распространяется с равновесной скоростью звука (0) (низкочастотная скорость звука). [c.44]

Если показано, что при заданных тепловых и газодинамических параметрах внешней среды разрушение внешней поверхности теплозащитного покрытия имеет место, то в этом случае следует оценить возможность использования соотношений, характерных для квазистационарно-го режима прогрева. Прежде всего нужно определить время установления этого режима т . [c.69]

Кинетические уравнения. Из теории жидко-капельной конденсации [5] следует, что при характерном времени газодинамического процесса А , превышающем время г = т ру,Т) установления стационарной нуклеации , можно определить величину / - скорость нуклеации - известную функцию ру ж Т (или 2 и а ), равную числу зародышей, возникающих в единице объема за единицу времени. Так как для рассматриваемых спутных струй г — го = 10 -г 10 с, а турбулентные пульсации со временем (А ) < го содержат только незначительную часть энергии турбулентности, то для основной части спектра пульсаций выполняется условие At) > го. [c.504]

В тех случаях, когда время релаксации важных для рассматриваемых явлений механических и физико-химических процессов сравнимо с характерным временем изменения внешних условий для частиц среды, в модели явления необходимо учитывать неравновесный характер процесса. Так, основу расчета генерации лазерного излучения движущейся смесью газов (в так называемых газодинамических лазерах) составляет определение отклонения от равновесных значений энергии колебательных степеней свободы или электронных состояний молекул газов, образующих смесь. В силу значительно меньшего времени релаксации энергии поступательных степеней свободы молекул ее значения можно при этом считать равновесными. [c.16]

За этот промежуток времени должны быть осуществлены следующие процессы ввод в цилиндр топлива и воздуха, сжатие, испарение топлива и его перемешивание с воздухом, воспламенение топливовоздушной смеси и ее сгорание, приводящее к повышению температуры и давления газов, расширение (рабочий ход) и выброс отработавших газов. Для всех рассматриваемых процессов характерным является изменение в течение их протекания термо- и газодинамических параметров. Время, отводимое на осуществление каждого из указанных процессов, неодинаково. Наибольшее время, особенно в четырехтактном двигателе, отводится на процессы впуска и выпуска отработавших газов, наименьшее время занимает процесс сгорания. [c.56]

Проследим сначала за кинетикой реакций в какой-нибудь определенной частице воздуха. Пусть, например, частица 1 была нагрета во фронте ударной волны до температуры Гф1 = 3000°К. Скорость окисления азота при такой температуре очень высока и равновесная концентрация достигается за время порядка 10 сек. В частице воздуха мгновенно окисляется примерно 5% азота и в дальнейшем концентрация окиси медленно изменяется (уменьшается) в соответствии с законами химического равновесия, следя за охлаждением и расширением. Распад молекул окиси начинает отставать от охлаждения только тогда, когда частица остынет до температуры порядка 2300° К, при которой время релаксации т возрастает от начальной малой величины 10 сек до величины, сравнимой с газодинамическим масштабом времени охлаждения, 10 сек. При дальнейшем охлаждении распад быстро прекраш,ается, так как скорость распада чрезвычайно резко снижается при уменьшении температуры. Так, уже при 2000° К скорость распада характеризуется временем релаксации т 1 сек. Остаточное закаленное количество окиси в данной частице соответствует примерно той концентрации, которая была в ней в момент, когда время релаксации т было сравнимо с характерным временем охлаждения I 10 сек, т. е., когда температура в частице была порядка 2300° К. Но чуть раньше концентрация была равновесной, а равновесная концентрация довольно слабо меняется при понижении температуры на несколько сотен градусов, которые очень суш ественно меняют скорость распада (см. 4гл. 1Пи 8 гл. VI). Поэтому остаточная концентрация окиси в частицах воздуха просто равна равновесной концентрации при температуре около 2300° К, а это — величина порядка 1%. Зависимость [c.439]

В зависимости от величины плотности потока излучения на поверхность первой стенки возможны два предельных режима воздействия. 1. Пусть плотность потока излучения достаточно велика, а поверхность стенки состоит из вещества с малым атомным номером 2. Излучение первоначально прогревает слой холодного вещества с характерной толщиной Ло, равной длине пробега излучения, обусловленной его захватом из-за фотоэффекта. Пусть разогрев и ионизация этого слоя происходят за время, меньшее времени его газодинамического разлета. По достижении полной ионизации вещества фотоэффект прекращается, и пробег излучения в слое определяется обратным тормозным поглощением. Однако при температурах порядка десятков эВ (а именно таким температурам соответствует полная ионизация вещества с малым 2 при концентрации 10 —10 см ) длина, на которой существенно поглощается излучение по этому механизму, значительно превышает Ло-Происходит просветление вещества, излучение относительно свободно пронизывает нагретый слой и начинает нагрев следующего слоя. [c.134]

Теоретически исследованы осцилляции газодинамических параметров плазмы, возникающей при воздействии на нее мощного лазерного излучения с интенсивностью, промодулированной с СВЧ-частотой, когда характерное время изменения интенсивности лазерного излучения существенно меньше характерного времени изменения газодинамических параметров плазмы. Показано, что при таком режиме воздействия условия на скачке уплотнения, записанные в виде законов сохранения потоков массы, импульса и энергии, требуют учета производных по времени от газодинамических величин, вычисленных на основании соответствующих дифференциальных уравнений. [c.176]

В настоящей работе рассматривается процесс поглощения плазмой промодулированного по интенсивности с СВЧ-частотой лазерного излучения в режиме световой детонации. При таком воздействии характерное время изменения интенсивности лазерного излучения будет существенно меньше характерного времени изменения газодинамических параметров плазмы и их отношение можно рассматривать как малый параметр. Решение задачи ищется в виде разложения по этому малому параметру. При этом получаются результаты, близкие к решению, имеющему место в случае отсутствия модуляции, и отличающиеся от него лишь членами следующего порядка малости. Характерно, что при таком режиме воздействия законы сохранения потоков массы, импульса и энергии, записанные в области, где осуществляется модуляция, требуют учета производных по времени от газодинамических величин, вычисленных на основании соответствующих дифференциальных уравнений. Это приводит к изменению вида условий на скачке уплотнения по отношению к рассмотренной в [ 1 ] ситуации, когда не учитываются быстро осциллирующие процессы. [c.176]

Построим решеяйе уравнений (27) и (28) для а. и д.- при пред-полоягении, что характерное газодинамическое время течения ( тш — наименыпее собственное значение матриц я,, и Ъц, оно связано с частотой столкновений молекул). Это предположение выполняется, например, если в качестве I езять характерное время выравнивания температур н скоростей компонентов смеси т./Иг/ , так как к, как можно убедиться непосредственным вычислением,(тц—набор времен свободного пробега молекул). Тогда, пренебрегая в первом приближении производными по времени ( l/i ), (27) и (28) преобразуем к виду [c.40]

Частотные характеристики разряда при его внешнем обдуве. Исследование влияние скорости внешнего обдува на стационарные и частотные характеристики коронного разряда проводилось путем обдува коронирующей системы игла-сетка истекающей из сопла турбулентной воздушной струей. Характерные газодинамические частоты турбулентной струи не превосходили нескольких килогерц, в то время как частоты Тричела превышали десятки килогерц, что позволяло разделять газодинамические и электрические частоты и изучать последние независимо. Представим некоторые экспериментальные данные. [c.661]

Релаксационный процесс может оказывать существенное влияние на параметры течения, если время релаксации сравнимо с характерным газодинамическим временем, а изменение энергии, связанное с ЭТИЛ1 релаксационным процессом, составляет значительную часть от общего изменения энергии. При течении в сопле высоко-темиературно смеси с температурой торможения < 4500 К наиболее существенным является неравновесное протекание химических реакции, вклад которых в общую энергию смеси соизмерим с вкладом колебательных степеней свободы, а времена релаксации для них, как правило, на одип-два порядка больше времен релаксации для колебательных степеней свободы молекул. Это видно [c.257]

Рассмотрим теперь неравновесные процессы. Предельные изо-энтропические случаи, когда время физико-химического процесса много меньше характерного газодинамического времени (равновесный процесс) или много больше газодинамического времени (замороженный процесс) практически не реализуются, и имеют место неравновесные процессы, в которых характерное время процесса сравнимо с характерным газодинамическим временем. Рассмотрим неравновесное протекание химических реакций. Конкретизируем правые части уравнений сохранения массы индивидуальных компонент— функции Р,° р, Т, а,) в уравнении (1.80). Выпишем для этого уравнения химической кинетики. [c.43]

Пусть Iq — характерное время изменения газодинамических параметров или характерное время пребывания газовой частицы в рассматриваемой области течения. Для установившихся течений tQ= LiUo, где L — характерная длина возмущенной области, С/о — характерная скорость. Тогда из уравнений (1.7.6) — [c.36]

Одной из важнейших практических задач такого типа является задача обтекания тела сильно разреженным газом, в котором времена релаксации сравнимы с временем обтекания тела, т. е. длина релаксации сравнима с характерными размерами тела. При входе в атмосферу баллистических ракет с большой сверхзвуковой скоростью перед телом образуется так называемая головная ударная волна, как показано на рис. 8.1. Расстояние отхода ударной волны от передней точки тела обычно в несколько или раз в десять меньше радиуса кривизны передней части тела. Если газ настолько разрежен, что на расстоянии отхода укладывается не очень большое число газокинетических пробегов, то в частицах газа за фронтом ударной волны не успевают возбуждаться медленно релаксируюш,ие степени свободы, например, не успевает устанавливаться химическое равновесие. Благодаря этому температуры в сжатом ударной волной газе оказываются более высокими, чем при условии термодинамического равновесия, что меняет режим нагревания тела. По су-ш,еству, мы имеем дело здесь со случаем, когда Рис 8 1 Головная характер газодинамических распределений в [c.424]

Для течений газа в соплах характерно наличие значительных градиентов газодинамических величин. 11оэтому говорить о характерном времени протекания релаксационного процесса можно лишь Условно, поскольку оно является функцией газодинамических параметров и при больших градиентах последних меняется в очень 1пирокпх пределах. Можно выделить области течения, состояние за в которых близко к равновесному (характерное газодинами- еское время много больше времени релаксации), неравновесному [c.257]

Наконец, третий тип автоколебаний — высокочастотные, вну-трикамерные колебания с частотой свыше 500 Гц. Это — чисто газодинамические и наиболее опасные автоколебания. Они не связаны ни с системой подачи, ни с упругой податливостью камеры и проявляются в первую очередь в двигателях больших тяг. Механизм их возникновения обусловлен тем, что только что упомянутое нами время газообразования не остается постоянным и зависит от давления вблизи головки двигателя. С увеличением местного давления (повторяем — неважно, по какой причине оно возникло) образование газа происходит более интенсивно, местное давление еще более повышается и возникает распространяющаяся со скоростью звука волна сгущения. Будучи отраженной от противоположной стенки, волна возвращается к головке и дополнительно усиливается повышенным газообразованием. Период таких колебаний определяется временем, которое требуется для волны, чтобы преодолеть расстояние порядка характерного размера камеры. Возникающие формы [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...