Теплопроводность и вязкость твердых тел

Теория упругости излагается как часть теоретической физики. Наряду с традиционными вопросами рассматриваются макроскопическая теория теплопроводности и вязкости твердых тел, ряд вопросов теории упругих колебаний и волн, теория дислокаций. В новом издании добавлена специальная глава о механике жидких кристаллов, объединяющей в себе черты, свойственные как жидкостям, так и упругим средам. [c.4]

В книге, написанной физиками и в первую очередь для физиков, нас, естественно, интересовали вопросы, которые обычно не излагаются в курса теории упругости таковы, например, вопросы теплопроводности и вязкости твердых тел, ряд вопросов теории упругих колебаний и волн. В то же время мы лишь очень кратко касаемся ряда специальных проблем (например, сложных математических методов теории упругости, теории оболочек и т. п.), в которых к тому же авторы ни в какой степени не являются специалистами. [c.7]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ и вязкость ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.174]

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ и вязкость твердых Тел [1 л. IV [c.782]

Отметим для полноты, что температурная зависимость теплопроводности и вязкости жидкостей, а также теплопроводности твердых тел носит прямо противоположный характер. При увеличении температуры все эти коэффициенты уменьшаются. Для теплопроводности твердого тела это справедливо, впрочем, лишь при не слишком низких температурах, когда его теплоемкость остается практически [c.201]

По мере распространения ультразвуковой волны в сплошном объеме вещества происходят необратимые потери энергии, интенсивность волны падает. В жидкостях максимальные потери обусловлены внутренним трением (вязкостью), и менее — ее теплопроводностью. В газах влияние вязкости и теплопроводности одинаково. В твердых телах появляются потери энергии на упругий гистерезис и пластическую деформацию, а также рассеяние ее в пол и кристаллической структуре, зависящее от упругой анизотропии и величины зерна. [c.21]

В таблицах 1-10—1-22 будут приведены значения удельного веса, объемного веса (для твердых тел), теплоемкости, а также коэффициентов теплопроводности и вязкости. [c.19]

Бриджмен получил давление 12 ООО кгс/см . Это давление, за исключением давления 21 ООО кгс/см в единичном эксперименте с водой, стало предельным максимальным давлением, полученным до 1930 г. В этом диапазоне давлений по производящей большое впечатление систематической экспериментальной программе, похожей на программу Вертгейма, Бриджмен исследовал зависимость объема и температуры жидкости от давления, процесс сварки под давлением, электрическое сопротивление под давлением, полиморфные превращения в твердых телах под давлением, влияние сжатия на термоэлектрические свойства, теплопроводность под давлением, вязкость под давлением и сжимаемость твердых тел. [c.92]

Законы подобия для теплопередачи в потоке жидкости формулируются, как известно, в виде условий, накладываемых на характеристические размеры находящихся в потоке (или ограничивающих поток) твердых тел, скорость течения и разность температур между твердым телом и жидкостью. Все эти три параметра входят в граничные условия основных уравнений — сохранения энергии и движения — и посредством их определяют общие решения. Последние будут содержать значения вязкости и теплопроводности жидкости. Во всех известных методах установления законов подобия коэффициенты вязкости и теплопроводности рассматриваются как постоянные величины. Такое приближение обусловлено тем, что общий вид функциональных зависимостей для коэффициентов вязкости и теплопроводности считается неизвестным оно справедливо только в том случае, когда разности температур в различных точках жидкости достаточно малы. Полученные в этих предположениях критерии подобия не определяют полного подобия, а характеризуют по существу только внешнее подобие процессов теплопередачи в разных жидкостях совокупность их в ряде случаев является недостаточной, а форма написания — не очевидной. [c.7]

Полученные общие зависимости для коэффициентов вязкости и теплопроводности могут быть использованы при установлении законов подобия процессов передачи тепла в потоке жидкости. Очевидно, что для полного подобия процессов передачи тепла в разных жидкостях необходимо, чтобы, во-первых, эти жидкости были термодинамически подобными (т. е. удовлетворяли бы одному и тому же приведенному уравнению состояния), во-вторых, находились бы в соответственных состояниях и, в-третьих, имели бы равные значения критериев подобия, характеризующих условия на границе жидкость — твердое тело . [c.13]

Карман [Л.3-12] разделил весь поток жидкости, обтекающий твердое тело, на три области 1) ламинарный подслой 2) переходный слой 3) турбулентное ядро потока. Поток в ламинарном подслое полностью ламинарный, а перенос происходит молекулярным путем. В турбулентном ядре турбулентная вязкость и теплопроводность во много раз больше, чем молекулярная вязкость и теплопроводность. В буферном подслое поток постепенно меняется от ламинарного к турбулентному. Помимо того. Карман принимает Рг =1. [c.200]

В этом же разделе рассматриваются важнейшие методы определения наиболее часто используемых в теплотехнических расчетах свойств плотности твердых тел коэффициента поверхностного натяжения энтальпии и теплоемкости вещества термодинамических свойств на линии фазового перехода теплопроводности вязкости. [c.9]

В связи с проблемой защиты тел от разрушения в результате аэродинамического нагрева большой интерес приобрели задачи, учитывающие возможность фазовых переходов в твердом теле при его обтекании сверхзвуковым или высокотемпературным потоком газа. Для решения таких задач необходимо совместно исследовать уравнения движения в области пограничного слоя, в области, занятой жидкой фазой, и уравнение теплопроводности в твердом теле. Однако при достаточно большой теплоте плавления (сублимации) тела и малых значениях коэффициента его теплопроводности, когда большая часть подходящего к поверхности тепла расходуется на процесс изменения агрегатного состояния вещества, теплопроводность в твердом теле можно не рассматривать. В такой постановке ниже исследуется задача об оплавлении полубесконечной пластины в предположении, что отношение произведений плотности на коэффициент динамической вязкости в жидкой фазе и в газе является большой величиной. Полученное решение обобщается на случай отвода в тело части теплового потока, подходящего к фронту плавления. [c.350]

И ее континуальным поведением на макроскопическом уровне. После основополагающих исследований Максвелла и Больцмана в прошлом столетии эта часть теории получила большое развитие в период между двумя мировыми войнами. Основные результаты этих исследований — объяснение макроскопического поведения газов и вычисление коэффициентов вязкости и теплопроводности, исходя из постулируемых законов взаимодействия между парой молекул газа. Помимо самостоятельного значения, эти исследования дают образец того, что надо было бы сделать для других агрегатных состояний материи (жидкостей, твердых тел, многофазных систем). [c.35]

Изменение энергии движения молекул вещества с температурой приводит к тому, что практически все физические свойства веществ а оказываются функциями его температуры. Например, в случае твердого тела от температуры зависят его линейные размеры, плотность, твердость, вязкость, модули упругости, разрушающие напряжения, электропроводность, теплопроводность теплоемкость и целый ряд других физических свойств. То же относится к физическим свойствам жидкостей и газов. [c.26]

Система уравнений, описывающая течение смазки в УГД контакте, выводится с учетом ряда допущений (их обсуждение см., например, в [5, 7, 32]) из уравнений гидродинамики, теплопереноса и теории упругости. Основные допущения заключаются в следующем толщина слоя смазки существенно меньше радиусов контактирующих тел, силы вязкого трения значительно больше инерционных, локально контактирующие тела заменяются полупространствами. Связь между тензором скоростей деформации и тензором напряжений, т.е. реологическая модель среды, является заданной. Зависимости свойств смазки — вязкости, плотности, теплопроводности, теплоемкости — от давления и температуры полагаются известными. Известными являются физические свойства твердых тел. При исследовании микро-УГД смазки задается топография поверхности. Система УГД уравнений замыкается начально-краевыми условиями. [c.499]

Для жидкостей и газов диссипативные силы порождаются вязкостью и теплопроводностью, причем эти эффекты могут быть исследованы аналитически. В твердых телах поведение оказывается гораздо более сложным и существенно зависит от природы твердого тела. В настоящее время нет удовлетворительной теории внутреннего трения в твердых телах и требуется накопление экспериментальных данных. [c.97]

Для большинства твердых тел, как упоминалось в предыдущем параграфе, da jds постоянно для напряжений ниже предела упругости и убывает выше этого предела. Поэтому большие деформации распространяются со скоростью, меньшей скорости упругих волн, и распределение деформации будет подобным тому, которое показано на фиг. 38. Однако когда da jd возрастает с ростом е, большие деформации распространяются быстрее малых и любой большой импульс, распространяясь в среде, образует крутой фронт, градиент в котором чрезвычайно ограничен диссипативными силами типа вязкости и теплопроводности. Значимость этих диссипативных сил возрастает, когда перепад давлений на фронте импульса становится круче. Образование ударных волн будет рассмотрено ниже. [c.156]

Для измерения малых абсолютных давлений газов могут быть использованы разнообразные явления. Известны вакуумметры, действие которых основано на изменении вязкости, теплопроводности, степени ионизации и других свойств газа в связи с изменением его давления. В вязкостных датчиках регистрируются параметры движения твердого тела, подверженного вязкому взаимодействию с газом, давление которого измеряется. Например, оценка декремента затухания колебаний кварцевой нити или упругой пластины оптическими методами позволяет измерять разрежения порядка 10" —10" мм рт. ст. При снижении давления газа увеличивается длина свободного пробега молекул. При соизмеримости длины сво-278 [c.278]

Проводимость с различна для различных проводников, а для данного проводника может зависеть от его температуры Т и других термодинамических параметров. С ростом температуры проводимость газа растет. Например, воздух при обычных условиях почти не ионизован и является плохим проводником, но с ростом температуры или при интенсивном облучении степень ионизации воздуха растет, число свободных электронов в воздухе увеличивается, и воздух становится хорошим проводником для твердых тел с ростом температуры о может уменьшаться. Проводимость во многих случаях рассматривается как физическая константа материала, аналогичная коэффициентам вязкости и или коэффициенту теплопроводности х. [c.299]

Вообще, если речь идет о потерях на вязкость и теплопроводность вблизи границы твердого или жидкого тела, то они определяются наименьшей из трех длин X, I, d d , d"). [c.19]

Как видно из формулы (42), для того чтобы подсчитать коэффицнен г геплопередачи, надо знать значения величин аь 02, i. Последняя величина л — коэффициент теплопроводности стенки—определяется сравнительно просто. Этот коэффициент зависит только от свойств материала стенки. В настоящее время из опытов с достаточной точностью известны значения коэффициентов теплопроводности почти всех материалов, с которыми приходится иметь дело в теплотехнике. Их можно найти в справочных таблицах. Не так просто обстоит дело с определением коэффициентов теплоотдачи Oi и 2- Здесь недостаточно знать только свойства материалов, между которыми происходит теплообмен соприкосновением. Значения а зависят не только от этих свойств, но также от размеров и формы твердого тела и условий движения жидкого или газообразного тела, главным образом ст скорости этого движения (чем больше скорость, тем выше- а). Большое влияние на величину а имеют также параметры состояния движущегося тела (температура, удельный вес) и такие его свойства, как вязкость и теплопроводнос/ь. Наоборот, от материала стенки а в сущности совсем не зависит. [c.103]

Теплопроводностью называется та форма передачи тепла, которая всецело обусловлена зависящими от местной температуры движениями микроструктурных элементов тела. В газах микро-структурными движениями являются беспорядочные молекулярные движения, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры. Подобно тому как молекулярное движение обусловливает перенос массы—диффузию, перенос импульса — вязкость, таким же образом оно приводит к переносу энергии—теплопроводности. В твердых металлах при средних температурах передача тепла происходит вследствие движения свободных электронов, в совокупности образующих электронный газ , который по своему поведению похож на обычный газ. В неметаллических твердых телах теплопроводность осуществляется в основном упругими, акустическими волнами, образуемыми вследствие согласованности смещений всех молекул и всех атомов из их равновесных положений. Взаимодействие волн приводит к энергетическому обмену между ними, что проявляется в изменении одних амплитуд за счет других, а также в сдвиге фаз колебаний. Выравнивание температуры из-за теплопроводности можно понимать, имея в виду описанный механизм, как переход к беспорядочному распределению накладывающихся друг на друга волн, при котором распределение энергии колебаний равномерно во всем теле. Следует заметить, что упругостная составляющая теплопроводности способна играть некоторую роль и в металлических телах. Что касается жидкости, то там она вновь получает первостепенное значение. Микрофизические теории теплопроводности отличаются большой сложностью и во многом еще не завершены. В настоящем курсе, как было уже сказано, вся проблема будет рассматриваться только в макроскопическом плане. [c.9]

В книге рассмотрены методы изучения и описаны свойства дисперсных золовых натрубных отло ений. Изложены основы теорий загрязнения топок с запыленными пламенами. Даны обобщенные уравнения для расчета коэффициентов теплопроводности, вязкости и диффузии в газе (паре), жидкости и твердом теле. Полученные уравнения применены для решения ряда практических задач еатдинамики, приборостроения и теплофизики. [c.2]

Коэффициент X теплоотдачи от обтекающей среды к твердому телу зависит от ряда физических параметров (скорости среды, ее собственной теплопроводности, плотности, удельной теплоемкости при постоянном давлении, вязкости и т. п.) II от того, будет ли течение в пограничном слое, примыкающем к поверхности твердого тела, ламинарным или турбулентньщ. [c.483]

И при М==10 превосходит температуру набегаюьцего потока более чем в двадцать раз (при 7=1,4). Появление области с очень высокой температурой при гиперзвуковом обтекании тел воздухом и другими газами приводит ко второй особенности таких течений (первая выражена неравенством (23.1), а именно — к проявлению эффектов, связанных с поведением реальных газов при высокой температуре. Для учета этих эффектов вместо модели совершенного газа для воздуха или других смесей газов вводятся более сложные модели модели термодинамически равновесного газа с учетом протекания в нем физико-химических процессов — возбуждения внутренних степеней свободы молекул и атомов, диссоциации молекул, химических реакций между компонентами смеси, ионизации атомов и молекул модели, в которых учитывается конечная скорость протекания названных физико-химических процессов (модели термодинамически неравновесного или релаксируюихего газа) модели с учетом процессов молекулярного переноса в газе—вязкости, теплопроводности, диффузии, а также с учетом излучения. В последних моделях нужно принимать во внимание и то, что при высокой температуре обтекающего тела газа поверхностный слой тела может разрушаться, в результате чего поток вблизи тела будет содержать газообразные (а иногда — и испаряющиеся твердые и жидкие) продукты разрушения тела. [c.400]

НЕОБРАТИМЫХ ПРОЦЕССОВ СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ — область статистич. физики, изучаюи ая необратимые процессы (иапр., диффузию, теплопроводность, вязкость) в газах, жидкостях и твердых телах с помощью статистич. методов на основе иред-ставления о молекулярном строении вещества. (См. Необратимые процессы). [c.418]

К таким явлениям можно отнести нелинейную трансформацию спектра интенсивного шума при его распространении в нелинейной среде, когда из-за взаимодействий спектральных компонент этого шума происходит перекачка энергии как в низкочастотную, так и в высокочастотную части спектра (так называемая акустическая турбулентность). Другим примером может служить поглощение звука гиумом, когда слабый монохроматический сигнал, распространяясь в широкополосном шуме, из-за взаимодействия с ним испытывает поглощение энергия сигнала отбирается шумом. Отметим, что даже поглощение звука за счет вязкости и теплопроводности, о котором шла речь в гл. 2, можно считать именно результатом такого взаимодействия акустического сигнала с шумом, который в данном случае есть не что иное, как спектр тепловых фононов или упругих дебаевских волн. Об этом будет идти речь при рассмотрении поглощения упругих волн в твердых телах. Укажем еще на один эффект — уширение спектральных линий гармоник исходного узкополосного возмущения при распространении случайно-модулиро-ванной звуковой волны конечной амплитуды. [c.108]

Теория образования, роста и захлопывания газовых пузырьков (газовая кавитация) первоначально развивалась для несжимаемой идеальной жидкости для случая одиночного сферического пузырька. Далее были уточнены уравнения динамики пузырька с учетом ежи-маемости, вязкости и теплопроводности, конечности амплитуды колебаний стенки пузырька. Наконец, в этой теории был произведен учет несферичности колебаний пузырька, в особенности вблизи его резонансных частот и при достаточно больших амплитудах звука. Было показано, что несферичность колебаний и возникновение струек жидкости у захлопывающихся пузырьков, если они находятся вблизи твердой поверхности, является одной из причин кавитационной -эрозии твердых тел. Теоретические исследования далее стали развиваться применительно к динамике паровых пузырьков (паровая кавитация), которая имеет много общего с динамикой газового пузырька, однако имеются и существенные различия. [c.139]

На практике часто значения переменных параметров можно рассматривать как характеристики малых возмущений, в связи с этим во многих случаях функцию и можно рассматривать просто как положительно дефинитную квадратичную форму определяющих малых переменных параметров. В этих случаях проблема определения функции и сводится к проблеме определения постоянных коэффициентов соответствующей квадратичной формы. При определении этих коэффициентов полезны условия симметрии и можно опереться на опытные данные, а в некоторых случаях значение этих коэффициентов можно связать с молекулярными постоянными на основе статистических теорий (развиваемых с помощью своих универсальных и специфических для данной модели допущений). Такие коэффициенты подобны модулю Юнга и коэффициенту Пуассона, которые на практике всегда можно легко найти из опытов. Их можно вычислить статистическим путем (на основе некоторых далеко идущих допущений). Однако в ряде случаев расчетные значения из статистики, вообще говоря, не соответствуют опыту для твердых тел. Для газов соответствие между расчетами и опытом лучше, но и в этом случае требуется опытная проверка результатов расчетов. Все же статистические теории позволяют наметить некоторые соотношения между подобными коэффициентами, не очевидные в феноменологических теориях, например, связи между коэффициентами теплопроводности, вязкости и диффузии. [c.474]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...