Атмосфера вихрей

Таким образом, жидкость, заключенная внутри овальной области с полуосями 1,73 а и 2,09 а вдоль осей х и у соответственно ( рис. 8 ), переносится вместе с вихревой парой. Движение частиц жидкости вне атмосферы соответствует потенциальному обтеканию гладкого овального твердого тела, форма которого совпадает с формой атмосферы вихрей, и движущейся со скоростью к/4па. [c.57]

Еш.е один пример атмосферы вихря можно получить, рассматривая одиночную вихревую нить интенсивности к, находяш.ую-ся в равномерном на бесконечности поле течения жидкости со скоростью (/. В системе отсчета, связанной с движуш.ейся со скоростью [c.57]

Задача о движении двух вихрей в турбулентной атмосфере. Вихри в следе за самолетом эволюционируют не в спокойной, а в турбулентной атмосфере [6]. Учет величины турбулентных возмущений проводится согласно [14, 15]. В качестве модели турбулентности атмосферы принимается спектр энергии пульсаций Кармана [c.128]

При поступательно-вращательном течении жидкости по трубе имеются две области движения. Собственно жидкость течет в кольцевом зазоре, прилегающем к стенкам трубы и заключенном между радиусом трубы и радиусом вихря г.. Внутри этого кольцевого зазора жидкость движется вдоль трубы со скоростью w и вращается со скоростью о)ф, удовлетворяющей условию сохранения момента скорости. На оси трубы образуется цилиндрическая полость радиуса г.. В этой полости жидкости нет она или пуста, или заполнена воздухом (в том случае, когда труба сообщается с атмосферой) если учесть способность жидкостей испаряться, то будет ясно, что в этой полости будут находиться также пары жидкости. Заполняющие эту полость воздух или пары жидкости вращаются со скоростью, равной аг, т. е. как твердое тело по этой причине полость называют воздушным или паровым вихрем. [c.296]

Путем изменения соотношений осей эллипса и эксцентриситета можно на поверхности образца концентрировать лучистую энергию с различной плотностью, добиваясь равномерного всестороннего нагрева (например, для цилиндрических образцов) или одностороннего (для образцов прямоугольного сечения, листовых образцов). В качестве источника лучистой энергии используется высокоинтенсивная электрическая дуга переменного тока с коаксиальным расположением угольных электродов 1 ж 2. Дуга помещена в кварцевую трубку 3 ж стабилизируется вихрем инертного газа посредством цилиндрического завихрителя 4. Последнее обстоятельство полностью изолирует рабочую полость печи от продуктов горения угольной дуги. Нагрев образца осуществляется в контролируемой атмосфере, для этого его устанавливают в кварцевой трубке 10. Охлаждение образца осуществляется сжатым газом. Форма печи в виде эллиптического цилиндра позволила распределить тепловой поток равномерно по длине образца. Высота эллиптического цилиндра обусловлена размером высокотемпературной части дуги — столбом и кратерами, т. е. элементами, излучающими свыше 90% энергии всей дуги. [c.55]

В трубах, обступивших топку и решетками вставших на пути горячих газов, движется вода. Вначале она только подогревается, далее превращается в пар, который прокаливается в трубах, обдуваемых еще более горячим потоком газов — в пароперегревателях. В результате образуется пар, имеющий давление в 100 атмосфер и температуру свыше 500 градусов. Горячее дыхание такого пара обугливает дерево, если тонкая его струйка просачивается сквозь фланцы соединенных трубопроводов, она царапает полированную поверхность стали, как острие резца или грань алмаза. И вот этот раскаленный вихрь, это огненно-жаркое дыхание перегретого пара устремляется сквозь сопла на лопатки паровой турбины. [c.38]

Мощный компрессор подает под давлением воздух в камеру сгорания. Туда же вспрыскивается и топливо. Эта смесь сгорает почти мгновенно. Температура образующихся газов горения резко возрастает. Раскаленный вихрь устремляется к лонаткам турбины по расширяющемуся соплу. Отдав им свою энергию, охладившиеся и потерявшие давление газы затем выбрасываются в атмосферу. [c.59]

Для открытой атмосферы характерно турбулентное движение воздуха. Согласно теории А. Н. Колмогорова и А. М. Обухова [32], диффузное выравнивание концентрации вихрей происходит лишь в самых мелкомасштабных неоднородностях, которые из-за наличия вязкости выпадают из каскадного разрушения вихрей. [c.14]

Интенсивность вихревой зоны. При горизонтальном полете вихри тянутся за самолетом почти горизонтально, очень медленно опускаясь вниз, и затем медленно затухают в результате вязкости воздуха и турбулентности атмосферы. Ослабевает интенсивность вихрей через 15—20 сек после пролета самолета. [c.43]

Вторая и основная причина затухания вихрей — атмосферная турбулентность. Благодаря ей в область циркуляционного движения попадают массы воздуха, имеюш,ие различные по величине и направлению скорости, вследствие чего происходит обмен количества движения и циркуляционное движение замедляется. Так как невозможно заранее предсказать характер турбулентности атмосферы, нельзя определить и время затухания вихрей. Практика полетов в спутной струе показала, что заметное ослабление интенсивности спутной струи наступает через 15—20 сек после пролета самолета. Возможно и более медленное затухание. [c.120]

Из теоремы Лагранжа следует, что в идеальной жидкости, находящейся под действием объемных сил с однозначным потенциалом и движущейся баротропно, не может быть вихрей, так как нет условий для их образования. Можно сказать и наоборот, что, если вихри путем нарушения ранее перечисленных условий были созданы в идеальной жидкости, то они уже не смогут исчезнуть, и движение сохранит свою вихревую структуру. В действительности приходится постоянно наблюдать как образование, так и исчезновение вихревых движений.. Главной причиной этих явлений служит неидеальность жидкости, наличие в ней внутреннего трения. Как уже ранее упоминалось, в практически интересующих нас случаях внутреннее трение играет роль лишь в тонком пограничном слое на поверхности обтекаемого тела и в аэродинамическом следе тела, т. е. в жидкости, которая прошла сквозь область пограничного слоя и образовала течение за кормой обтекаемого тела. Здесь, в тонком пограничном слое и образуется завихренность жидкости. Иногда в следе за телом завихренность быстро угасает, и поток в достаточном удалении за телом становится вновь безвихревым. В других случаях сошедший с поверхности тела слой завихренной жидкости распадается на отдельные вихри, которые сносятся уходящим потоком и сохраняются даже на сравнительно больших расстояниях от тела. Таковы, например, отдельные вихри, наблюдаемые в виде воронок в реках за мостовыми быками , или пыльные смерчи, возникающие в ветреную погоду. Внутреннее трение не является единственной причиной возникновения вихрей. Так, в свободной атмосфере вдалеке от твердых поверхностей возникают непосредственно в воздухе грандиозные вихри — циклоны и антициклоны. Причиной этих вихреобразований служит отклонение движения воздуха [c.213]

Поверхности раздела (продолжение). Измерение давления. Из сказанного в предыдущем параграфе следует, что в жидкости с умеренным трением, которым в первом приближении можно пренебречь, при обтекании всякого острого ребра всегда образуется поверхность раздела. Если такое ребро представляет собой края отверстия, через которое жидкость проходит, например, при внезапном расширении трубы, при истечении воды через отверстие сосуда под водой и т. п., то образуется такая же струя, как при истечении в свободную атмосферу из отверстия в стенке сосуда ( 5). Правда, в том случае, когда струя жидкости попадает в пространство с той же жидкостью (вода в воду или воздух в воздух), вихри, возникающие из поверхности раздела, приводят к тому, что струя быстро смешивает- [c.78]

Следовательно, старое представление о том, что отрыв потока может происходить только на стенке, изогнутой выпуклостью наружу, является неправильным. Правда, отрыв, возникающий при повороте потока между направляющими стенками, отличается от обычного отрыва тем, что поток после поворота опять прилегает к стенке. Подобного же рода отрыв возникает при входе потока в колено трубы, а также при внезапном сужении канала, когда линии тока также поворачиваются к стенке своей выпуклой стороной. В атмосфере такой отрыв и связанные с ним вихри наблюдаются перед строениями при ветре (рис. 106). [c.190]

Отрыв потока с передней кромки может оказать влияние на весь режим обтекания поверхности. Как и в других случаях отрыва потока, вязкий поток отрывается на передней кромке под действием положительного градиента давления. При достаточно больших углах атаки крылового профиля положительный градиент давления на передней кромке с малым радиусом закругления оказывается достаточно большим, чтобы вызвать отрыв. При больших числах Маха отрыв потока с передней кромки зависит от интенсивности скачка уплотнения, образующегося около передней кромки. Даже при малых углах атаки тонкого крыла с большой стреловидностью и с заостренной передней кромкой поток отрывается от передней кромки с образованием вихрей над верхней поверхностью крыла, оказывая влияние на аэродинамические характеристики, в особенности в условиях взлета и посадки, а также под действием порывов ветра и взрывных волн в атмосфере. Другим интересным явлением считается отрыв потока с острия иглы, установленной перед тупой носовой частью тела при сверхзвуковых скоростях. Такая игла может способствовать уменьшению сопротивления и теплопередачи к летательным аппаратам, развивающим большие скорости ). Она может быть также использована как эффективное средство управления. [c.200]

Вихри, которые возникают в атмосфере вследствие перемещений воздушных масс друг относительно друга (смерчи), опираются на поверхность земли или воды. В качестве примера [c.238]

Приморские области подвержены влиянию муссонов. Зачастую здесь наблюдается высокая влажность воздуха и насыщенность его соля.ми. Большое влияние на стойкость металлов и других материалов в открытой атмосфере оказывают господствующие в тех или иных районах вихри, смерчи, ураганы, а также содержащиеся в воздухе продукты вулканических извержений (серы, пепла) и т. п. [c.277]

НОСТЬ его солями. Большое влияние на стойкость металлов и других материалов в открытой атмосфере оказывают господствующие в тех или иных районах вихри, смерчи, ураганы, а также содержание в воздухе продуктов вулканических извержений (серы, пепла) и т. п. [c.306]

В заключение следует заметить, что источники, стоки и вихри, рассмотренные в двух последних пунктах, могут моделировать, например, смерчи и области повышенного и пониженного давлений, которые возникают и движутся в атмосфере Земли. [c.142]

Случайные флуктуации возникают из-за наличия турбулентности в атмосфере. Турбулентные вихри в воздухе имеют масштаб, изменяющийся от десятков метров и более до нескольких миллиметров. Зависимость этих случайных флуктуаций от длины волны, вообще говоря, можно игнорировать, что позволяет нам записать (8.4.1) в виде [c.364]

Атмосфера вихря. В процессе потенциального движения безграничной жидкости, обусловленного полем завихр енности точечных вихрей, следует разделять внутреннюю область, в которой линии тока замкнуты, и внешнюю, в которой линии тока простираются на бесконечность. В ряде случаев граница этих областей сохраняет свою форму относительно положения вихрей в процессе их движения. При этом внутренняя область называется атмосферой системы вихрей. Вся жидкость, находящаяся в ней, переносится вместе с вихрями. [c.56]

Следовательно, по теореме Томсона вихрь существует вечно. Он не может возникнуть и не может исчезнуть в идеальной и баротропной жидкости. В действительности из-за наличия вязкости жидкости или нарушения баротропности (например, зависимость плотности атмосферы от температуры, влажности и пр.) вихри возникают и вырождаются, т. е. теорема Томсона не верна. Несмотря на это, теорема Томсона н теоремы Гельмгольца о вихрях имеют большое значение для решенигмногих практических задач. [c.94]

Под турбулентностью ветра мы понимаем колебания скорости и направления ветра около некоторых средних величин. В статье [1 А. А. Фридман высказывает хипотезу, что в атмосфере возникают периодические системы вихревых нитей, вызывающие периодические изменения скорости и направления ветра. Так как вертикальные составляющие вихря гораздо меньше горизонтальных [2], то можно ограничиться исследованием вихрей с горизонтальной осью. В указанной статье проф. Фридман исследует два кармановских типа расположения бесконечных периодических вихревых систем, а именно, парное и шахматное расположение, и дает формулы, при помощи которых возможно по наблюдениям над подходящими метеоролохическими элементами вычислять некоторые другие, характеризующие расположение вихревых нитей, а именно высоту над местом наблюдения, взаимные расстояния между вихрями и интенсивность вихревых нитей. [c.46]

Структура атмосферы, профила темп-ры и давления похожи на юпитерианские, Темп-ра в тропосфере на уровне с давлением 1 атм составляет ок. 145 К и медленно понижается с высотой (с адиабатвч. градиентом 0,85К км 1). В тропопаузе при давлении ок. 0,1 атм вемп-ра прибл. 80 К. Ниже неё расположены облака, к-рые, вероятно, состоят на веек, слоёв считается, что верхний видимый слой образовав в осн. кристаллами аммиака, хотя этот факт нельзя считать окончательно установленным. Для атмосферы С. характерно наличие ряда динамич. образований (полос типа зон и поясов, пятен), роднящих его с Юпитером. Вместе с тем упорядоченная структура зон и поясов (отражающих систему планетарной циркуляции), а также наблюдаемых крупных пятен — овалов (ассоциируемых с крупными атм. вихрями) на С. выражена менее чётко из-за протяжённого слоя надоблачной мелкодисперсной дымки. Размеры динамич. образований (вихрей и струй) велики по сравнению со шкалой высот ( 60 км), но малы по сравнению с и меньше аналогичных образований на Юпитере. В то же время скорости ветра на экваторе С. в неск. раз превышают скорости атм. движений в приэкваториальной зоне Юпитера, достигая почти 500 м/с. Возможно, это связано с тем, что в систему циркуляции на С. вовлекаются более глубокие области атмосферы, где интенсивность передачи момента кол-ва движения в область экваториальных широт выше. Заметные различия динамики атмосфер С. и Юпитера определяются различием интенсивностей источников тепла в недрах этих планет, меньшим значением ускорения силы тяжести и большей толщиной наруншой непроводящей молекулярной оболочки С. По этой же причине для атмосферы С, характерна меньшая по сравнению с Юпитером роль в передаче кинетич. энергии Вихревых движений упорядоченным зональным течениям. [c.420]

Светлые зоны и БКП характеризуются восходящими течениями. Облака в них расположены выше, их поверхностная темп-ра низке, чем в соседних областях поясов. На границе зон и поясов образуются встречные (сдвиговые) течения, развивается сильная турбулентность. Природа БКП аналогична обнаруженным на снимках другим красным, белым, голубым пятнам меньшего размера это ме-теорологич. явления, представляющие собой громадные устойчивые вихри в атмосфере. Вихревая структура БКП, являющегося по своей природе антициклоном, отчётливо различима на снимках. Вопрос о механизме подвода энергии и об удивительной стабильности таких образований остаётся открытым. [c.653]

Падение давления в направлении центра приводит к тому, что в ядро реального вихря могут всасываться различные посторонние тела В этом смысле весьма характерны вихри, возникающие в атмосфере Их всасывающая способность весьма велика. В частности, вихри-смер чи, возникающие над поверхностью крупных водяных бассейнов, ура ганные ветры, тайфуны на своем, пути часто производят катастрофиче ские разрушения. [c.99]

Наиболее безвредным является сжигание в установках типа Вихрь для бездымного сжигания обводненных горючих отходов. Эти установки предназначены для локального уничтожения горючих отходов, содержащих до 65 % воды. В них осуществлен принцип направленного барботажа с одновременной турбулиза-цией окисления в камере сгорания с использованием энергии испаряемой воды. При сжигании не происходит коксования твердой фазы. Зола удаляется автоматически путем продувки сжатым воздухом. Производительность установок такого типа от 200 до 10 000 кг/ч обводненных отходов затраты электроэнергии на 1 т отходов составляют 10—12 кВт. Анализом продуктов сгорания, выделяемых в атмосферу при сжигании отходов на установке Вихрь , установлено, что наличие т анцерогенных углеводородов типа бенз(а)пирена составляет 43,2 мкг/100 м что не превышает допустимых санитарных норм. [c.159]

Внутреннее трение не является единственной причиной возникновения вихрей. Так, в свободной атмосфере причиной вихреобразований служит отклонение движения воздуха от баротропности плотность воздушных слоев зависит не только от давления, но и от температуры, определяемой солнечной радиацией, от количества водяных паров и других причин. [c.159]

При работе экспериментальной установки после лопаточных решеток пылеотделителей запыленный поток приобретал вращательное движение с отжатием частичек пыли к наружным стенкам. Съемные направляюшре конусы предотвращали внезапное расширение потока и уменьшали отрицательное действие обратного осевого вихря. Периферийный закрученный поток с основной массой пыли отводился через отсасывающие кольца 14 и направлялся в циклоны диаметром 100 и 200 мм, где происходило окончательное отделение пыли от газового потока. Объем отсасываемого воздуха в циклоны регулировался дроссельными устройствами и контролировался по перепаду давления в стационарно установленных шайбах. Основной поток обеспыленного воздуха (85%) вентилятором 9 выбрасывался в атмосферу. Производительность установки и объем отсасывающего воздуха регулировалась дроссельными устройствами 27, 18 и 19. [c.91]

Прогноз погоды на земном шаре, пожалуй, одна из самых важных проблем, связанных е изучением океана (недавно вышла очень удачная книга [20] на эту тему). Чрезвычайно существенную роль для прогноза погоды играет исследование динамики океана и движений всех мас-пиабов. Понятно, как важны для прогноза погоды, например, течения глобального масштаба, переносящие громадные массы тепла из одной части земного шара в другую. Но и мелкие волны на поверхности воды сильно влияют на погоду, поскольку определяют ход процессов взаимо действия атмосферы и океана (например, обмена теплом и влагой). Для прогнозирования Погоды важны не только приповерхностные течения, но и подводные течения, открытые в последнее время. Океанологические эксперименты последних лет Показали, что течений, которые рисуют на картах в виде широких рек, в действительности не существует. Основная кинетическая энергия сосредоточена в громадных медленно передвигающихся океанических вихрях, подобных циклонам и антициклонам в атмосфере. Правда, если усреднить все движения вихрей за много месяцев, то получится нечто вроде известных всем океанических течений. [c.176]

Атмосфера вихревой трубки (LordKelvin, Pro eedings R. S. Edinb., 1867). Всякую вихревую трубку сопровождает некоторое количество безвихревой жидкости, которая образует как бы атмосферу трубки. Это очевидно на предыдущем примере. Согласно сделанному замечанию, существует место точек, где скорость жидкости имеет составляющую, параллельную АВ и равную V. Полученная на рис. 10 кривая ограничивает атмосферу. Начерчены линии тока по отношению к осям, связанным вихрями. [c.47]

Во второй половине XIX в. появилось учение о вихреном двин<с-нии жидкости, создателем которого справедливо считают Гельмгольца, указавшего в 1858 г. основные свойства вихрей в идеальной жидкости. Само понятие вихря и его интерпретация, как угловой скорости вращения жидкого элемента в целом, были даны раньше Коши в 1815 г. и Стоксом в 1847 г. возможность движения без потенциала скоростей была указана Эйлером еще в 1775 г. Теория вихрей имеет обширную литературу, в которой тесно переплетаются вопросы гидродинамики с аналогиями в области электричества и магнетизма. Магнитные линии вокруг электрического проводника эквивалентны линиям тока вокруг вихревой нити (теорема Био — Савара служит основой как для расчета движения жидкости вокруг вихревых линий, так и для расчета магнитного поля вокруг электрического тока). Теория вихрей сыграла большую роль в развитии динамики атмосферы, теории крыла самолета, теории пропеллера и корабельного винта и др. Об этих приложениях, получивших особенное развитие в работах русских ученых (Н. Е. Жуковского — по вихревой теории винта и А. А. Фридмана — по вихрям в атмосфере), будет упомяпуто в следующем параграфе. [c.26]

Пусть верхний поток воздуха в той области, где поверхность раздела проходит на большой высоте, содержит в себе циклональ-ный вихрь, следовательно, движется не прямолинейно. Давление в центре вихря меньше, чем в его окрестности, поэтому возникает подсасывание нижнею потока вверх так, как эти показано на рис. 303, представляющем собой разрез через поток в направлении, перпендикулярном к скорости. Вследствие этого в нижнем потоке, в соответствии со сказанным в 9, также возникает вращение и притом направленное в ту же сторону, как и в верхнем потоке. Этот вихрь, после того как верхний вихрь уносится дальше, постепенно затухает. Однако до своего затухания он успевает привести во вращение новую часть более тяжелой среды, следовательно, в кажущемся противоречии с теоремой Гельмгольца нижний вихрь перемещается вместе с верхним. Такое явление очень часто наблюдается в атмосфере, так как в верхних слоях воздуха почти всегда имеются вихри, возникшие при подъеме масс воздуха (см. ниже, пункт Ь) эти вихри могут сохраняться в верхнем, более теплом потоке воздуха очень долго, так как трение на поверхности раздела обоих потоков очень небольшое. Движение возникшей внизу области низкого давления определяется скоростью перемещения верхней, стратосферной области низкого давления, поэтому [c.510]

Давление в поле вихря, как видно из это11 формулы, непрерывно убывает при приближении к оси вихря (обратно пропорционально квадрату расстояния до оси). Везде в поле вихря давление р меньше давлегия р в спокойной атмосфере, т. е. в поле вихря имеет место подсасывание. [c.291]

Дальнейшего упрощения мы достигнем, если учтем то обстоятельство, что углы рассеяния, характерные для распространения видимого света в атмосфере, довольно малы. Так как наименьщие турбулентные вихри по величине порядка /о 2 мм, а типичная длина волны составляет 0,5 мкм, углы рассеяния не превышают 2,5-10- рад. Следовательно, максимальное поперечное смещение, в пределах которого свет от рассеивателя попадает в заданную точку, намного меньше аксиального расстояния от рассеивателя до фотоприемника. Поэтому в подынтегральном выражении в формуле (8.4.41) может быть использовано так называемое приближение Френеля [c.373]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...