Распределение частиц по скоростям в неравновесном газе

Распределение частиц по скоростям в неравновесном газе [c.192]

В неравновесном пространственно неоднородном газе максвелловское распределение по скоростям с очевидностью нарушается. В самом деле, это распределение изотропно. Оно утверждает, что в газе в любом направлении движется в среднем одно и то же число частиц с одними и теми же средними характеристиками. Но существование диффузионных потоков показывает, что в пространственно неоднородных состояниях в одну сторону либо движется больше частиц, чем в другую, либо они переносят с собой большую энергию, либо больший средний им-I) пульс. [c.192]

Рассмотрим одноатомный газ в неравновесном состоянии и допустим, что существует определенное распределение молекул по координатам и скоростям. Пусть закон распределения описывается функцией /, зависящей от положения и скорости частицы, а также от времени. Знание этой функции позволяет вычислить число атомов идеального газа, имеющих в момент t координаты у и z и проекции скорости Vy и Данное распределение имеет вид [c.217]

В настоящей главе мы рассмотрим кинетический вывод закона идеального газа и найдем распределение скоростей для молекул газа. Далее мы обсудим эффекты, связанные со столкновениями между атомами газа в классической теории, а затем элементарным образом рассмотрим различные процессы переноса в газах диффузию, теплопроводность и вязкость. Все они обусловлены столкновениями. Любой процесс переноса возникает вследствие неравновесности в системе, обусловливающей появление между частями системы результирующего потока частиц, энергии, импульса или заряда. Если система находится в равновесии, то результирующий перенос отсутствует. [c.170]

Молекулы в газах движутся почти свободно в промежутках между столкновениями, приводящими к резкому изменению их скоростей. Время столкновения значительно меньше ср. времени пробега молекул газа между столкновениями, поэтому теория неравновесных процессов в газах значительно проще, чем в жидкостях или твердых телах. Наблюдаемые физ. характеристики га ш представляют собой результат усреднённого движения всех ого молекул. Для вычисления этих характеристик нужно знать распределение молекул газа 110 скоростям и пространств, координатам, т. е. знать ф цию распределения f(v,r,t). Произведение f v, г, l)dvdr определяет вероятное число молекул, находящихся в момент Бремени t в элементе объёма dr = dxdydz около точки г и обладающих скоростями в пределах dv =dVxdL, dv2 вблизи значения v. Плотность частиц [c.359]

Большой объем работ был выполнен по расчету сверхзвуковых течений в плоских и осесимметричных соплах, имеющих плоскую поверхность перехода от дозвуковой скорости к сверхзвуковой. О. Н. Кацкова и Ю. Д. Шмыглевский (1957) рассчитали осесимметричное течение, возникающее при расширении газа от плоской поверхности перехода в вакуум. Решение в малой окрестности поверхности перехода строилось ими в виде-рядов, в остальной части течения для его расчета использовался численный метод характеристик. Подробные результаты этих расчетов приведены-в работе упомянутых авторов (1962). Найденные поля течений могут быть использованы непосредственно для построения сопел с неравномерным потоком в выходном сечении либо в качестве промежуточного участка между поверхностью перехода и спрямляющим течением, приводящим к равномерному распределению параметров газа при выходе его и сопла. Разработанные в ряде работ О. Н. Кацковой, А. Н. Крайко ш У. Г. Пирумова методы позволяют рассчитывать течения в плоских, круглых, кольцевых соплах с учетом термодинамического несовершенства газа, неравновесного характера течения, а также при наличии в газе-частиц конденсированной фазы (А. Н. Крайко, Л. Е. Стернин). [c.204]

Учет неравновесности работы эффузионной камеры. Равновесное состояние пара в объеме камеры Кнудсена нарушается вблизи эффузионного отверстия вследствие выхода молекул наружу, лишь частично скомпенсированного обратным потоком отраженных от стенок отверстия частиц. В условиях молекулярного характера течения пара выход молекулы в отверстие является случайным событием и не влечет за собой эффузии или перемещения соседних молекул, т. е. не приводит к массовому движению пара в камере. Поэтому можно предполагать, что скорости молекул в объеме камеры находятся в соответствии с максвелловским законом распределения для покоящегося газа. То, что это предположение действительно выполнимо, показали многочисленные эксперименты с анализом скоростей движения молекул в пучках, образованных в камере Кнудсена. Значительные отклонения от закона максвелловского распределения наблюдались лишь при больщих плотностях пара в камере, так что справедливость предпосылок, использованных при выводе выражения (1.24), можно считать доказанной экспериментально вплоть до верхней границы давлений, измеряемых эффузионным методом. [c.23]

Система уравнений (1.115) — (1.117), описывающая течение газа с частицами конденсированной фазы, отличается от обычпых газодинамических уравпений тем, что в правых частях уравнений движения и энергии присутствуют члены, учитывающие воздействие частиц на газ, и добавляются уравнепия, описывающие движение и теплообмен между частицами и газом. Метод решения этой системы в рамках обратной задачи аналогичен методу решения соответствующей системы уравнении в случае неравновесных течепий (см. гл. 6) с той лишь разницей, что несколько иным способом определяются начальные данные на оси симметрии. В окрестности оси симметрии при двухфазном течении строится асимптотическое разложение (см. п. 3.2.3), из которого определяются все параметры течения на оси симметрии, в том числе плотность частиц. При этом на оси симметрии, как обычно, задается распределение скорости, а на плоскости х = для всех ф, как и в случае неравновесного течения,— и р. . [c.306]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...