Давление хаотического движения частиц

Подставляя это выражение в формулу для давления хаотического движения частиц (4.3.13) или (4.3.41), получим распределение Р2 через распределение aj [c.223]

Рис. 4.3.2. Зависимость давления хаотического движения дисперсных частиц от их объемного содержания.

Рассмотрим еш,е раз пример расширения большой массы газа из одной части сосуда в другую без совершения работы и притока тепла извне. Если газ занимает одну часть объема, то при открытии крана он займет весь цилиндр. Новое состояние равновесия в соответствии со вторым законом будет тогда, когда давление и температура во всех частях пространства будут одинаковыми. Эго положение осуществляется благодаря хаотическому движению частиц материи в системе. Представим себе теперь, что в цилиндре (рис. 21), который разделен на две части, имеется только две молекулы газа. На основании второго закона термодинамики в обеих половинах цилиндра должно быть по одной молекуле. Вследствие движения молекул будут встречаться случаи, когда обе молекулы будут находиться то в одной, то в другой половине, что противоречит второму закону термодинамики. Если в сосуде содержится 20 молекул газа, то случай, чтобы все молекулы оказались в одной половине цилиндра, будет происходить реже, чем случай, когда в одной части сосуда будет 8 молекул, а во второй 12. [c.86]

Так как, естественно, вихревая трубка не имеет концов , то лучше было бы сказать, что она образует изогнутые вихревые линии . Эта петля, выдвигающаяся в поток, подвергается воздействию подъемной силы и силы сопротивления, которым противодействует понижение давления в ядре вихря. Или, наоборот, понижение давления вдоль ядра вихря противодействует внешнему влиянию основного потока, т. е. на любой ограниченный вихревой элемент действуют нормальная подъемная сила и сила сопротивления Для указанного необходимо, очевидно, чтобы плоскость вихревой подковы имела наклон по течению. Здесь вновь следует указать, что данное условие для естественной турбулентности находится в явном противоречии с общепринятым взглядом на хаотическое движение частиц в турбулентном лотоке, в котором в направлении движения равновероятны как восходящие, так и нисходящие вихревые трубки. [c.61]

Давление и энтропия плазмы меньше, чем идеального газа, что объясняется преобладанием в ней сил притяжения. Теплоемкость же плазмы больше теплоемкости идеального газа, что физически также ясно при повышении температуры плазмы приходится затрачивать энергию не только на увеличение кинетической энергии хаотического движения ее частиц, но и на увеличение средней потенциальной энергии взаимодействия между частицами вследствие изменения около каждой частицы облака противоположно заряженных частиц. [c.218]

При турбулентном режиме движения частицы жидкости перемещаются по случайным неопределенно искривленным траекториям, имеющим пространственную конфигурацию. Движение. имеет беспорядочный хаотический характер. Его особенность — наличие поперечных и продольных (относительно направления общего течения) пульсаций скорости и пульсаций давления, что существенно влияет на затраты энергии при перемещении жидкости. [c.65]

Скорость, соответствующая числам М==5 и больше, при которых, во-первых, по-новому проявляется свойство сжимаемости воздуха — скачки уплотнения из прямолинейных, присоединенных к ЛА, становятся криволинейными, отсоединенными, что сказывается на величине сил давления и трения, действующих на поверхность ЛА, а значит и на аэродинамические характеристики его, и, во-вторых, в результате соударения с ЛА частиц воздуха и вызванного этим увеличения скорости хаотического движения их имеет место аэродинамический нагрев частей ЛА, а также наблюдается диссоциация и ионизация воздуха, что отрицательно влияет на аэродинамические характеристики и прочностные свойства ЛА Скорость, равная у поверхности Земли около 7,912 (8,0) км/с, при достижении которой ЛА превращается в искусственный спутник Земли. При этой скорости траектория (орбита), по которой движется ЛА (спутник), лежит еще в пределах земной атмосферы и земного притяжения, а космический корабль в своем движении будет описывать траекторию, близкую к эллипсу, с фокусом в центре Земли, и тем более вытянутую, чем больше начальная орбитальная скорость [c.125]

Интересно проследить, что же происходит с законом сохранения энергии. Конечно, он выполняется, но аккуратное рассмотрение этого вопроса выводит нас за рамки моделей теоретической механики. В обычных для наших дней ракетах выбрасываемая масса является топливом, и приращение кинетической энергии движения ракеты и выброшенных частиц происходит за счет химической энергии, заключенной в топливе. При сгорании топливо превращается в газ высокой температуры и давления (химическая энергия переходит во внутреннюю (не механическую) энергию этого газа). С помощью специального устройства (сопла) внутренняя энергия газа (т.е. энергия хаотического движения молекул) преобразуется в энергию направленного движения ракеты и выброшенных частиц (т.е. в их кинетическую энер- [c.168]

Таким образом, физико-химические процессы в газе протекают как бы на фоне равновесия поступательных степеней свободы, что дает возможность ввести обычные, термодинамические понятия давления и температуры как основные характеристики состояния газа, которые только и характеризуют в такой постановке хаотическое поступательное движение частиц и зависящие от него величины и процессы. [c.12]

Собственное давление газа частиц, обусловленное их хаотическим движением, мало по сравнению с давлением газа. [c.9]

Движение системы большого числа взаимодействующих частиц во внешнем силовом поле может представлять движение и свойства тела в различных агрегатных состояниях. Моделью твердого тела при низких и нормальных температурах и давлениях является система почти плотно упакованных частиц, совершающих небольшие тепловые колебания около состояния равновесия. Моделью газа является система удаленных (на расстояния частиц, которые взаимодействуют только при соударениях , т. е. сближениях па расстояния порядка диаметра частиц й и, следовательно, совершающих хаотическое движение. Охлаждать систему— значит уменьшать кинетическую энергию ее относительного хаотического движения, нагревать — наоборот. Охлаждение и нагревание возможно как за счет внешнего силового поля, так путем торможения или возбуждения частиц у границы очевидно, — также и за счет увеличения или уменьшения объема, занимаемого системой. При охлаждении системы — газа — в результате скользящего соударения двух частиц с некоторой малой энергией будут происходить захваты , система станет жидкостью, а при дальнейшем охлаждении перейдет в твердое тело с колебаниями частиц около положения устойчивого равновесия. [c.8]

Турбулентный режим - режим движения жидкости с хаотически изменяющимися во времени траекториями частиц, при котором в потоке возникают нерегулярные пульсации скорости, давления и температуры, неравномерно распределенные в потоке. [c.104]

Основной особенностью турбулентного течения является хаотическая пульсация скорости и давления в любой фиксированной точке пространства. Пульсации вызываются быстрым и хаотическим перемещением п перемешиванием элементарных частиц жидкости. Эти малые пульсации накладываются на основное установившееся течение жидкости. Хотя пульсации весьма малы по сравнению со скоростью основного потока, они, как показал Рейнольдс, приводят к появлению турбулентного трения, которое существенно больше трения при ламинарном движении. [c.160]

По аналогии, давление на высоте h псевдоожиженно-го слоя, обязанное хаотическому движению частиц в поле сил тяжести, а не полное, [c.123]

В работах М. А. Гольдитша [17, 18] предложен приближенный вывод уравнений для псевдогаза частиц при Кп<1, основанный па методах элементарной кинетической теории газов, В эгом подходе распределение частиц по скоростям заменяется дельта-функцией, отличной от нуля при Уг = с, где с — скорость хаотического движения частиц. В результате получается система уравнений двухскоростной двухтемпературной газодинамики с давлением в псевдогазе частиц [c.13]

Визуализация движения потока позволяет раскрыть некоторые структурные особенности этого движения. При числах Рейнольдса, близких к критическим (Ке Ке,,р), наблюдаются волнообразные (колебательные) перемещения частиц среды поперек потока. С увеличением числа Рейнольдса амплитуды волн растут, при этом волны взаимодействуют, создавая хаотическое движение вязкой среды во всех направлениях. Возникшие в ламинарном потоке турбулентные центры сравнительно быстро увеличиваются в поперечном направлении, образуя так называемые турбулентные пробки . Э. Р. Лингрен, наблюдая продвижение турбулентной пробки через два сечения трубы, а также измеряя давление в этих сечениях, определил местную скорость турбулентной пробки /322 - 364/. Измерения показали, что местная скорость на переднем конце турбулентной пробки больше местной скорости на заднем конце пробки. Турбулентные пробки по мере своего продвижения по трубе растут, сливаются друг с другом и образуют ра ши-тое турбулентное движение /128, 238, 328/. [c.11]

Существование принципов экстремумов в термодинамике приводит к важному следствию по микроскопическим флуктуациям. Так как все макроскопические системы состоят из очень большого числа молекул, которые находятся в постоянном хаотическом движении, такие термодинамические величины, как температура, давление и молярная плотность, испытывают малые флуктуации. Почему эти флуктуации не вьшуждают термодинамические переменные изменяться от одного значения к другому подобно тому, как изменяется положение частицы цветочной пыльцы в броуновском движении Температура или концентрация системы в состоянии термодинамического равновесия флуктуируют [c.137]

В определениях понятия турбулентность , сформулированных разными авторами, в той или иной степени отражаются рассмотренные выше особенности турбулентного движения. Дж. И. Тейлор и Т. Карман /287, 371/ дают следующее определение турбулентности Турбу-лентность - это неупорядоченное движение, которое в общем случае возникает в жидкостях, газообразных или капельных, когда они обтекают непроницаемые поверхности или же когда соседние друг с другом потоки одной и той же жидкости следуют рядом или проникают одн[н в другой . И. О. Хинце несколько уточняет определение турбулентности /253/ Турбулентное движение жидкости предполагает наличие неупорядоченного течения, в котором различные величины претерпевают хаотическое изменение во времени и по пространственным координатам и при этом могут быть выделены статистически точные их осред-ненные значения . Р. Р. Чуг аев дает такое определение /256/ Движение турбулентное - движение кидкости, при котором частицы жидкости перемешиваются по случайным неопределенно искривленным траекториям, имеющим пространственную форму при этом движение траекторий частиц, проходящих в разные моменты времени через неподвижную точку пространства, имеют различный вид данное движение носит беспорядочный, хаотичный характер и сопровождается постоянным как бы поперечным перемешиванием жидкости, причем это движение характеризуется наличием пульсаций скорости и пульсаций давления . В терминологии АН СССР Гидромеханика /10/ определение турбулентного движения дается так Турбулентное движение - движение жидкости с пульсацией скоростей, приводящей к перемешиванию ее часггиц . Более емким является определение, данное М. Д. Миллионщи-ковым Турбулентный режим - это статистически упорядоченный обмен, вызванный вихревыми образованиями различного масштаба /148/. [c.13]

Газы характеризуются отсутствием собственной формы, способностью изменять в широких пределах объем (при изменении давления и температуры), а также незаметным поверхностным натяжением. В газах расстояния мея< молекулами относительно велаки, межмолекулярное взаимодействие мало, движение молекул — хаотическое. При высоких температурах или электрических разрядах газы ионизируются. В ионизированном газе (плазме) положительно и отрицательно заряженные частицы создают пространственные заряды одинаковой или почти одинаковой плотности. [c.111]

Вычисления по методу частиц в ячейках проводятся аналогично, за исключением того, что поток массы находится по конечному числу частиц, притекающих из донорной ячейки. Частицы не располагаются в центре ячейки, а каждая частица р имеет свои лагранжевы координаты Хр и ур. Частицы перемещаются с осредненной скоростью, которая определяется по такой же формуле, что и в методе маркеров и ячеек (см. формулу (3.605) разд. 3.7.4). Если частица пересекает сторону ячейки, то за счет ее массы, количества движения и внутренней энергии меняются соответствующие средние величины в новой ячейке и по этим величинам вычисляется давление в этой ячейке. Как было отмечено выше, возникающие мгновенные сгущения и разрежения частиц в ячейках вызывают хаотические высокочастот- [c.360]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...