Диффузионный ток в ударных волнах

На наш взгляд, успех в этом направлении может быть достигнут лишь при использовании динамических методов деформирования, в частности при использовании взрывного нагружения. Как известно [1], деформирование взрывом вызывает специфическую дислокационную структуру, характеризуемую повышенной плотностью дефектов кристаллической решетки и обилием всевозможных закреплений. Это может привести к качественно новым свойствам защитных покрытий. Более того, применение ударных волн позволит создать диффузионные слои определенных свойств и размеров даже с помощью элементов, имеющих весьма малую взаимную растворимость. [c.121]

Нами проанализировано влияние предварительной обработки ударными волнами на свойства диффузионной зоны, образующейся при меднении титанового сплава ВТ-9. [c.121]

Отожженные в вакууме при температуре 700° С в течение 2 ч образцы из титанового сплава ВТ-9 подвергались обработке ударными волнами относительно высоких давлений. На деформированные взрывом образцы из сплава ВТ-9 путем термического испарения в вакууме наносилось медное покрытие толщиной 10 мкм. Диффузионный отжиг осуществлялся также в вакууме при температуре 750° С в течение 2 ч. [c.121]

Химический состав газового потока за ударной волной или в пограничном слое определяется соотношением скоростей гидродинамического или диффузионного и химического процессов. В том случае, когда скорость химических реакций в потоке мала по сравнению со скоростью гидродинамического или диффузионного переноса, течение считается замороженным, т. е. состав газа принимается постоянным. Это, однако, не исключает возможности протекания химических реакций на поверхности тела. [c.31]

При значениях М 10 и выше за фронтом ударной волны и в пограничном слое возникают высокие температуры, поэтому при расчете теплообмена необходимо учитывать явления диссоциации и рекомбинации в газовой фазе, каталитические реакции на стенке и диффузионный перенос массы и энергии. [c.15]

Много исследований было посвящено также задаче о структуре ударной волны в смесях и многоатомных газах. В частности, в случае бинарной смеси ударная волна может приводить к диффузионному разделению компонентов. Шерман [125] разработал континуальную теорию этого эффекта. Согласно его результатам, более тяжелый газ, проходя через волну, двигается быстрее, чем смесь, которая в связи с этим обогащается легким компонентом. При довольно малой концентрации тяжелого компонента (2% для смеси аргона и гелия с отношением масс, равным 10) Шерман обнаружил, что даже в очень слабых волнах тяжелый компонент сначала ускоряется, а затем замедляется, достигая максимальной скорости, на 18% превышающей скорость набегающего потока. [c.419]

Через Ю сек. после взрыва 20-килотонной бомбы, когда температура огненного шара падает примерно до 3- 10 °К, скорость диффузионного распространения излучения уменьшается настолько, что скорость распространения ударной волны оказывается больше скорости движения фронта излучения. С этого [c.379]

Вопрос о роли потока излучения, опережающего ударную волну, будет рассматриваться в 12.6—12.8, где будет показано, что в диффузионном приближении учет изменения плотности требует изменения показателя степени в соотношении (12.44) от п + 4)" до п + 3)-1. [c.433]

Следует помнить, что г < г 1 и /+,/ < О ). Соотношение (12.102) выражает физическое условие, что в случае изотермического скачка избыток кинетической энергии, подводимой к фронту ударной волны, переходит в излучение, а не во внутреннюю энергию, как в случае ударной волны. Необходимость существования скачка в потоке лучистой энергии трудно согласовать с выражением (12.82), из которого следует, что поток лучистой энергии является непрерывным. Но с другой стороны, из непрерывности потока из формулы (12.101) следует, что скачок скорости сопровождается скачком температуры, а это противоречит представлению об интенсивном потоке лучистой энергии. В диффузионном (равновесном) приближении на основании этих соображений приходится отказаться от существования разрывов плотности на участках, меньших средней длины пробега излучения. В конце 12.8 будет, однако, показано, что если излучение не находится всюду в равновесии с веществом, то наличие интенсивного потока лучистой энергии не означает непрерывности температуры среды Т. Действительно, будет показано в дальнейшем, для того чтобы отношение (г 1 — было достаточно велико, требуется [c.443]

Представленные кривые показывают не только общую структуру фронта гиперзвуковой ударной волны, но и существование высоких градиентов, что с необходимостью приводит к заметным диффузионным потокам, которые будут описаны ниже. Предположение, что Те и Т равны, не [c.486]

В приведенных выше расчетах пренебрегалось влиянием эффектов второго порядка. Например, если рассмотреть процессы переноса в газе, то можно обнаружить, что существует небольшой диффузионный поток электронов по направлению к фронту ударной волны, хотя масштаб этого процесса таков, что он не влияет на макроскопические свойства газа. Эффект излучения в направлении движения ударной волны, т. е. излучение вперед, по-видимому, не оказывает большого влияния на термодинамические-величины, так как было показано, что энергетические потери путем излучения, так же как и плотность энергии излучения, сравнительно малы. Однако такое излучение вперед может повлиять на структуру фронта ударной волны благодаря ионизации газа перед скачком, что приводит к увеличению ионизации во фронте волны. [c.489]

Существование диффузионного тока внутри фронта ударной волны очевидно из рассмотрения фиг. 13.6—13.11. Большие температурные и концентрационные градиенты, а также большие градиенты давления и, кроме того, значительное отличие массы электронов от массы ионов создают силы, которые вызывают относительную диффузию электронов по направлению к фронту ударной волны. Скорость диффузии можно рассчитать, используя второе приближение для функции распределения / = /о + Л вместо равновесной функции распределения Максвелла /о. При этом в макроскопические уравнения движения необходимо добавить диссипативные члены. Например, уравнение неразрывности для электронов тогда будет [c.489]

Влияние, которое может оказать на структуру фронта ударной волны неравенство температур Ге < Г, можно определить путем присоединения уравнения (13.58) к системе уравнений, которые необходимо проинтегрировать по фронту ударной волны. Окончательные расчеты для вышеприведенного случая 11 = 6-10 см сек показаны пунктирной кривой на фиг. 13.12. Оказалось, что электроны диффундируют по направлению к фронту скачка уплотнения при наличии тормозящей силы кулоновского притяжения, вызываемой меньшей подвижностью ионов. Диффузия продолжается до тех пор, пока диффузионные силы полностью не уравновесятся кулоновскими силами после этого плотность тока / становится равной нулю ). [c.492]

Наряду с вязкостью и теплопроводностью диффузия влияет на структуру фронта ударной волны. Чтобы описать эту структуру, следует составить уравнения плоского стационарного режима, подобно тому как это было сделано в 2, при рассмотрении вязкого скачка уплотнения. Уравнения сохранения массы и импульса, первое и второе из уравнений (7.3), остаются, очевидно, без изменений (под ц теперь следует понимать коэффициент вязкости смеси). В уравнение сохранения энергии (третье из уравнений (7.3)) нужно добавить молекулярный поток тепла, связанный с диффузией, и вместо молекулярного потока, обусловленного теплопроводностью S, писать сумму 5 -f- В систему уравнений теперь войдет диффузионный поток i, которому пропорционален поток тепла q, т. е. войдет новая неизвестная функция, концентрация а. Поэтому к системе должно быть добавлено еще одно уравнение. Это — уравнение непрерывности (сохранения массы) одного из компонентов (при наличии уравнения непрерывности для всей массы газа сохранение второго компонента обеспечивается автоматически). [c.375]

Интересно посмотреть, может ли диссипация диффузионного происхождения без учета вязкости и теплопроводности обеспечить непрерывный переход в ударной волне, распространяющейся по бинарной смеси. Этот вопрос исследовался Каулингом [22] (Каулинг пренебрегал термодиффузией). Оказывается, что, как и в случае действия одной лишь теплопроводности, непрерывное решение возможно только при амплитудах удар- [c.376]

Эффекты диффузии при распространении ударной волны в бинарной смеси газов рассматривались в 5. Однако диффузия в плазме существенным образом отличается от диффузии в смеси нейтральных газов. Дело в том, что малейшее изменение относительной концентрации электронов и ионов, которое приводит к образованию объемных зарядов, поляризации плазмы, сопровождается возникновением мощного электрического поля. Поле препятствует дальнейшей поляризации и сдерживает диффузионный ток электронов. [c.404]

В 16 гл. VII было показано, что если амплитуда ударной волны меньше критической (а в воздухе нормальной плотности критической амплитуде соответствует температура за фронтом Ту 285 000° К), то перенос излучения из высоконагретой области за фронтом в слои, расположенные перед ударным разрывом, не имеет диффузионного характера. Воздух в них нагревается до температур гораздо меньших температуры за фронтом, и испускание излучения в зоне прогревания не вносит практически никакого вклада в проходящий поток излучения, рожденного за разрывом. Воздух нагревается просто в силу поглощения проходящих квантов на расстояниях порядка длин пробегов для поглощения и толщина зоны прогревания is.x по порядку величины равна длине пробега I тех квантов, которые несут основную энергию спектра. Математически это выражается формулой (7.55), определяющей экспоненциальное спадание прогревания по усредненной оптической толщине т, соответствующей некоторому среднему по спектру коэффициенту поглощения % = 1// [c.470]

К уравнению энергии необходимо присоединить уравнение переноса излучения, которым определяется поток 8. Будем, как и при рассмотрении структуры фронта ударной волны с учетом излучения (см. гл. VII, раздел 3), описывать перенос излучения в диффузионном приближении. [c.497]

Из настоящего курса студенты (а в моем случае и сам лектор) могут почерпнуть различные сведения из области гидродинамики. Поэтому его следует не рассматривать в отрыве от общего учебного плана, а, наоборот, использовать для введения (или по крайней мере закрепления) таких идей и понятий, как зарождение и перенос вихрей, уравнения в безразмерных переменных, контрольные объемы, конвективные и диффузионные процессы, достаточность граничных условий, диссипация, жесткие уравнения, эллиптичность уравнений, описывающих течения несжимаемой жидкости, ударные волны, линии Маха, область влияния гиперболических уравнений, математические аспекты уравнений Эйлера и уравнений пограничного слоя, существование и единственность решений, особые точки. [c.11]

Полный линейный анализ устойчивости конвективных и диффузионных членов в уравнениях Навье — Стокса очень сложен, и подобные попытки предпринимались только в одной или двух работах и только для простейших разностных схем. Поскольку в данном случае наши интересы сосредоточены на задачах с сильными ударными волнами, которые в основном определяются невязкими членами, в настоящее время принято проводить [c.383]

Таким образом, формально схема (2,6) имеет первый порядок. Однако она существенно отличается от схем первого порядка с двухточечными направленными разностями. Различие состоит в том, что погрешность 0(h) возникает при аппроксимации не конвективных, а диффузионных членов, Поэтому она при малых значениях е мала всюду, за исключением областей с малыми характерными размерами (типа пограничных слоев или ударных волн), Это означает, что в этом случае почти всюду 50 [c.50]

Более сложная форма поправок высшего порядка приводит к новым возможностям в структуре ударной волны. Для простого диффузионного члена с v >- О в 2.4 было показано, что ударная волна имеет непрерывную структуру. Теперь мы увидим, что этого может и не быть, если в уравнение входят и другие члены высшего порядка. Будем искать решение системы (3.2)—(3.3) со стационарным профилем вида [c.80]

В процессе распространения возмущения нелинейные эффекты приводят к увеличению крутизны нрофнля волны, а различные диссипативные и диффузионные процессы уравновешивают нелинейные эффекты и способствуют установлению стационарной формы ударной волны. В газожидкостной среде возможна диссипация, возникающая при радиальных пульсациях одиночного пузырька и его скольжении относительно жидкости. [c.258]

В свою очередь, дифракционная картина образцов, деформированных давлением 20 и 30 ГПа, отличается от рентгенограмм образцов, деформированных давлением 10 ГПа. В этих образцах ин-терметаллиды наблюдаются до незначительных глубин (15—30 мкм). По всей вероятности, в области давлений от 10 до 30 ГПа скорость диффузионных процессов уменьшается с увеличением давления в ударной волне, что приводит к созданию меньшей по размерам диффузионной зоны и образованию сравнительно тонких интерметаллических прослоек. [c.122]

G помощью рентгеновского микроанализатора Сошеса изучено распределение атомов меди в диффузионной зоне. С увеличением давления в ударной волне наблюдается возрастание концентрации меди на поверхности образца после диффузионного отжига и уменьшение размеров диффузионной зоны. В образце, деформированном давлением 5 ГПа, атомы меди проникают до глубины 210 мкм, в то время как при давлении 30 ГПа — до глубины 60 мкм. По-видимому, до указанных слоев происходит и образование интерметаллидов, но их количество меньше чувствительности рентгеновского фазового анализа. Наблюдение за [c.122]

Шастер и Рид [154] использовали с несколько другими целями метод ударных плит для образования в боралюминии ударных волн с давлением до 76 кбар и длительностью воздействия менее 2 мкс. Скорость ударных плит увеличивалась до появления разрушения. Было установлено возрастание стенени разрушения волокон при увеличении скорости и определена скорость, вызывающая разрушение алюминия и расслоение двух видов бороалюми-ния. Скорость разрушения для композиционного материала, изготовленного плазменным напылением и диффузионной сваркой, в 3 раза превышает скорость разрушения для алюминиевых образцов, в то время как соответствующая характеристика для плазменно-наНыленного паяного материала оказалась несколько меньше скорости разрушения для алюминия. Этот эффект связан с различным характером расположения волокон, образующимся в процессе изготовления материала. Как показано на рис. 15, в, г, в образцах, изготовленных диффузионной сваркой, волокна не соприкасаются, что способствует затуханию волны в результате интенсивного рассеяния. В паяных образцах (рис. 15, а, б) волокна соприкасаются, причем точки контакта располагаются по направлению волны. Таким образом, волна распространяется по волокнам бора, обладает меньшим рассеянием, и в результате скорость разрушения оказывается того же порядка, что и для алюминия. [c.306]

В модели Петчека кроме диффузионной области имеется ещё и волновая четыре стоячие ударные волны (медленно движущиеся относительно плазмы), в к-рых осуществляется осн. перестройка магн. поля. Пересекая ударные волны, плазма отворачивает вправо или влево от области П., и магн. силовые линии лерезамыкаются в новые конфигурации. Это позволяет повысить темп П. до величины М 1/1пЛ т- Подобные модели [1] могут использоваться и в бесстолкновит. плазме, если толщина слоя настолько мала, что возможны развитие токовых неустойчивостей и возникиовение аномального сопротивления. [c.573]

Интенсивное перемешивание в ультразвуковом поле обусловлено прежде всего эффектом звукового ветра , возникающим вследствие постоянного смещения частиц жидкости. В кавитационном режиме перемешивающее действие ультразвуковых колебаний усиливается, так как образуются ударные волны, области с перепадом давления и т. д. Толщина диффузионного слоя в докавитационном режиме сокращается до 3—4 мкм, что соответствует, например, частоте вращения дискового электрода более 10 тыс. об/мин в кавитационном режиме толщина диффузионного тока может сокращаться до 1,6 мкм. При таких значениях толщины обеспечивается высокая скорость переноса вещества диффузией к поверхности электрода, а следовательно, существенное увеличение допустимой плотности тока осаждения. [c.351]

Схемы конечно-разностного представ.оення конвективных членов, которые имеют первый порядок точностн на равномерных расчетных сетках (конечные разности против потока), ие ухудшаются при изменении шага сетки, в то время как схемы представления диффузионных членов ухудшаются. Для получения второго порядка точности требуются четырехточечные формулы (см. Саусвелл [1946]), Пирсон [1968] использовал трехточечные формулы на сетках с автоматически изменяющимся шагом для квазиодномерного расчета распространения ударной волны. [c.427]

Здесь и выше ц — безразмерная независимая переменная Цз — безразмерна я координата, определяюш,ая положение ударной волны / — безразмерная плотность диффузионного [c.269]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...