Релаксационный слой

Для оценки ширины стационарного релаксационного слоя ударной волны необходимо решить систему интегралов (17.7)—(17.9) и нелинейного дифференциального уравнения (17.11) при начальных условиях, определяемых соотношениями на фронте ударной волны (17.24)—(17.27), при = 0. Из-за нелинейности системы приходится прибегать к численным методам, причем удобнее представить интегралы (17.17)—(17.19) также в виде дифференциальных соотношений [c.148]

Очевидно, при Uq—релаксационный слой отсутствует, так ак наклон скачка уплотнения в этом приближении всюду одинаков и равен а = 6. [c.165]

Но на члены порядка Uq в решении для скорости, энтальпии II параметров qn будет влиять переменность угла наклона удар- ной волны через начальные условия на ней, т. е. возможно по-"явление релаксационного слоя. [c.165]

Наличие в газе степеней свободы с замедленным возбуждением существенным образом сказывается на структуре фронта ударной волны. Фронт, если под последним подразумевать весь переходный слой между начальным и конечным термодинамически равновесными состояниями газа, разделяется на две области вязкий скачок уплотнения и растянутый релаксационный слой. [c.215]

Сначала в газе, вступающем в ударную волну, происходит возбуждение поступательных степеней свободы, т. е. кинетическая энергия направленного движения молекул набегающего потока превращается в энергию хаотического движения, в тепло. Ширина этой зоны исчисляется одной или несколькими длинами свободного пробега молекул. Затей начинается распределение тепловой энергии по внутренним медленно возбуждаемым степеням свободы, и температура соответственно падает. Этот релаксационный слой, в котором состояние газа приближается к конечному, термодинамически равновесному, растягивается далеко за скачок уплотнения на расстояние, исчисляемое многими длинами свободного пробега молекул. [c.215]

Изобразим на диаграмме р — V (рис. 2) ударные адиабаты состояния за скачком уплотнения, в котором медленно возбуждающиеся степени свободы еще не возбуждены (кривая 1), и конечного термодинамически равновесного состояния (кривая 2). Из уравнения (1.18) следует, что состояние газа сперва скачком переходит из начальной точки А в точку за скачком уплотнения В, а затем стремится к конечной точке С вдоль прямой ВС, соответствующей релаксационному слою. При этом давление и плотность в слое, как видно из рис. 2, возрастают. Возрастание давления невелико, что следует из уравнения (1.18). В самом деле, в скачке уплотнения сильной ударной волны (а релаксация существенна именно в сильных ударных волнах) газ сжимается не менее чем в четыре раза V /Уа 0,2Ъ). Конечное сжатие обычно порядка 10 [c.216]

Основная трудность в этих расчетах заключается в том,- чтобы правильно описать кинетику релаксационных процессов, которые зачастую бывают весьма сложными и детальный механизм которых не всегда известен. Расчеты структуры релаксационного слоя представляют большой интерес, потому что, измеряя на опыте распределения величин в релаксационном слое (скажем, плотности, температуры или степени диссоциации) и сравнивая результаты измерений с соответствующими расчетами, можно извлекать ценные сведения о кинетике перечисленных процессов и о скоростях соответствующих реакций. [c.217]

Поскольку вопрос о релаксации в ударной волне тесно связан с экспериментом, мы продолжим его обсуждение в 2, посвященном изучению релаксационных процессов в ударных трубах. Здесь же отметим, что в качественном отношении распределения газодинамических величин в релаксационном слое почти всегда бывают сходными с теми, которые изображены в общем виде на рис. 3. [c.217]

Таким образом, за скачком уплотнения возникает резкое различие температур, и в релаксационном слое происходит медленное выравнивание температур, приближение их к конечному равновесному значению. Ширина релаксационного слоя определяется характерным временем обмена энергией между двумя газами Хе1, которое пропорционально Т . Обменный член в уравнении для электронной температуры определяется уравнением релаксации [c.218]

Решение уравнений показывает, что эффективная ширина релаксационного слоя равна примерно Ах их, где и — скорость за скачком (относительно фронта), а т — время релаксации, соответствующее некоторой средней температуре в слое. Задача, следовательно, сводится к экспериментальному определению ширины релаксационного слоя. [c.227]

Обычно на опыте интерференционными методами определяют распределение плотности газа в релаксационном слое и тем самым ширину слоя Ах, а затем сравнивают измеренные величины с расчетными или сразу же оценивают время релаксации по формуле Дд их. [c.227]

Темп-ра за разрывом падает, т. к. энергия быстрых степеней свободы частично переходит в энергию медленных . Давление в релаксационном слое возрастает от р до pi, не более чем на 20%, а энтальпия — не более чем па 6%. [c.230]

Явление релаксации в У. в. широко используется для эксперимент. изучения кинетики возбуждения колебаний, диссоциации, хим. реакций, ионизации и т. д. и определения скоростей этих процессов, к-рое обычно проводится в ударных трубах. Поэтому изучение структуры релаксационного слоя в у. в. имеет большое значенпе. К]юме того, при движении тел в разреженной атмосфе]1е (на больших высотах) расстояние отхода У. в. от новерхности тела часто оказывается сравнимым с шириной зоны релаксации. [c.230]

Подробно о структуре релаксационного слоя во фронте ударной волны речь пойдет в гл. VII. В гл. VI будут рассмотрены различные физико-химические процессы, протекающие в нагретых газах, и оценены их скорости. Поскольку многие фактические данные о скоростях получены при помощи ударной трубы, представляется целесообразным предварительно познакомиться с тем, как работает это важное устройство. [c.202]

Для распределения энергии по различным внутренним степеням свободы — возбуждения колебаний в молекулах, диссоциации, ионизации — требуется обычно много соударений. Ширина релаксационного слоя, в котором происходит установление конечного, термодинамически [c.361]

Из формулы (7.18) видно, что давление в релаксационной зоне в сильной ударной волне возрастает немного. В самом деле, даже если в зоне быстрого сжатия возбуждаются только поступательные степени свободы, V Уо = 1/4, то давление в релаксационном слое может возрасти не более, чем на 25%, так как величина 1 — 7/7о, которой пропорционально изменение давления р — ро, заключена в интервале 1 > 1 — > [c.380]

Ширину релаксационного слоя в воздухе в области диссоциации измеряли Н. А. Генералов и С. А. Лосев [33]. Изменение температуры в релаксационном слое регистрировалось по изменению поглощения света от постороннего источника в полосах Шумана — Рунге молекул кислорода. Давление за фронтом ударной волны было близко к атмосферному. [c.389]

Отметим работы [71—75], в которых изучаются релаксационный слой ударной волне в воздухе и смежные вопросы. [c.390]

Вследствие непрозрачности холодного газа, излучение, выходящее с поверхности ударного разрыва, в волнах большой амплитуды почти полностью поглощается перед разрывом, нагревая слои газа, втекающие в разрыв. Эта энергия, идущая на нагревание, черпается за счет высвечивания слоев газа, уже испытавших ударное сжатие, которые, следовательно, охлаждаются излучением. Эффект сводится, таким образом, к перекачиванию энергии из одних слоев газа в другие посредством излучения. Лучистый теплообмен разыгрывается на расстояниях, измеряемых длиной пробега квантов для поглощения. Обычно длина пробега квантов на несколько порядков больше газокинетического пробега частиц (см. гл. V) и больше ширины релаксационного слоя, где устанавливается термодинамическое равновесие в самом веществе. [c.408]

Вязкий скачок уплотнения вместе с релаксационным слоем, где происходит установление термодинамического равновесия в веществе, заменим математическим разрывом. В зоне лучистого теплообмена пренебрегаем релаксационными явлениями, вязкостью и теплопроводностью вещества, а также электронной теплопроводностью ). Ударную волну считаем сильной (начальные давление и знергия вещества малы по сравнению с конечными). Не будем рассматривать волны чрезвычайно большой амплитуды в этом случае можно пренебречь знергией и давлением (но не потоком ) излучения. [c.411]

В этой стадии лучистое прогревание воздуха перед ударным разрывом и экранировка поверхности фронта, рассмотренные в 1 и 3, пренебрежимо малы. Поскольку толщина релаксационного слоя во фронте ударной волны, где устанавливаются равновесные значения диссоциации и ионизации, гораздо меньше пробега квантов, можно утверждать, что до тех пор, пока длина пробега квантов меньше величины порядка метра, за фронтом ударной волны простирается оптически толстая область с почти постоянной температурой, и фронт излучает как абсолютно черное тело. [c.480]

Полиэтиленовый слой наносился на трубки горячим способом (как трубы, так и полиэтиленовые покрытия при этом нагреваются до температуры, превышающей температуру текучести полиэтилена—180—185°С) это способствовало быстрому протеканию релаксационных процессов и исчезновению внутренних напряжений. [c.85]

Растягивающие остаточные напряжения с максимумом у линии раздела диффузионный слой—подложка (рис. 15, б, справа) могут иметь место, например, при химико-термической обработке поверхностно-обезуглероженных сталей. Иногда наибольшее значение сжимающих и растягивающих напряжений вследствие релаксационных явлений находится не у самой поверхности, а на некоторой глубине (рис. 15, в). [c.75]

Исследование работы потенциометров показывает, что процесс их изнашивания имеет свою специфику. Контактная дорожка потенциометров представляет волнистую поверхность, составленную из параллельно уложенных цилиндров — витков проволочной намотки (см. рис. 71, б). При перемещении щетки по виткам намотки возникают автономные релаксационные колебания щетки, при этом наблюдаются ее скачки и в ряде случаев отрыв от поверхности витка. Такой характер движения обусловливает односторонний тонкий перенос золотого слоя на щетку с образованием на ее контактной части нароста. После полного переноса слоя на щетку вновь начинается окисление, и цикл повторяется. [c.141]

Расчет неравновесных потоков представляет достаточно сложную задачу, так как требует совместного решения уравнений газодинамики, термодинамики и кинетики релаксационных процессов. По этой причине при рассмотрении неравновесных явлений часто ограничиваются случаем одномерного стационарного течения идеально-газовой смеси. Обычно не учитывают вязкость, теплопроводность и диффузию. Процессы внутреннего переноса у стенки каналов исследуют обычно в приближении пограничного слоя, полагая при этом, что роль пограничного слоя сводится к уменьшению поперечного сечения канала. Методы расчета пограничного слоя при наличии химических реакций изложены в работах [368—373]. [c.119]

Исследования в области механики контактных взаимодействий, химических и диссипативных процессов в поверхностных и приповерхностных слоях трущихся материалов показывают, что материал в указанных зонах в процессе трения резко изменяет свое физическое состояние, меняя механизм контактного взаимодействия. Происходят существенные изменения в суб- и микроструктуре приповерхностных микрообъемов. Изучение кинетики структурных, фазовых и диффузионных превращений, прочностных и деформационных свойств активных микрообъемов поверхности, элементарных актов деформации и разрушения, поиск численных критериев оптимального структурного состояния, оценок качества поверхности должны быть фундаментальной основой в поисках материалов и сред износостойких сопряжений. В настоящее время исследованы закономерности распределения пластической деформации по глубине поверхностных слоев металлических материалов, кинетика формирования вторичной структуры, процессы упрочнения, разупрочнения, рекристаллизации, фазовые переходы, которые, в свою очередь, зависят от внешних механических воздействий, состава, свойств трущихся материалов и окружающей среды. Важное значение в физике поверхностной прочности имеет определение связи интенсивности поверхностного разрушения при трении и величины развивающейся пластической деформации. Сложность указанной проблемы заключается в двойственности природы носителей пластической деформации. Дислокации, дисклинации и другие дефекты структуры являются концентраторами напряжений, очагами микроразрушения. В то же время движение дефектов (релаксационная микропластичность) приводит к снижению уровня напряжений концентратора, следовательно, замедляет процесс разрушения. Условия деформации при трении поверхностных слоев будут определять преобладание одного из указанных механизмов, от которого будет зависеть интенсивность поверхностного разрушения. Межатомный масштаб связан с характерным сдвигом, производимым элементарными носителями пластической деформации (дислокациями). В легированных металлических системах величина межатомного расстоя- [c.195]

Кроме дисперсии, другой важной характеристикой процесса распространения звуковой волны, которую необходимо учитывать в двухфазных средах, является диссипация волны. Под диссипацией волны понимается переход энергии волны в энергию теплового движения молекул в возмущенной части волны за ее фронтом. К процессам, приводящим к диссипации энергии волны в однофазных средах, относятся трение между слоями газа и в пограничном слое (влияние сдвиговой вязкости), молекулярная диссипация (влияние объемной вязкости), теплообмен и другие процессы, приводящие к диссипативным потерям энергии волны. Учет всех этих факторов в двухфазной среде вызывает определенные трудности и вместе с тем представляет интерес лишь в очень ограниченной области распространения волны, поскольку оказывает пренебрежимо малое влияние по сравнению с затуханием волны, обусловленным дисперсией, связанной с релаксационными процессами. [c.34]

В (Л. 346] разработан метод расчета пограничного слоя на основе решений (2-7) релаксационными методами. [c.116]

Для металлов такая резкая зависимость от параметров состояния среды приводит в случае сильной ударной волны к формированию на релаксационном слое участка с крутым фронтом, который можно выделить в отдельную — пластическую — волну. Получаемая расчетная структура ударной волны согласуется с экспериментальным фактом расщепления ударной волны на упругую и плабтическую волны. С детальным описанием модели упруговязкой среды кроме работ [15, 16] читатель может ознакомиться в [21]. [c.188]

Но поскольку начальный (при x iO) угол скачка соответствует замороженному течению за ним, то вблизи поверхности тела образуется так называемый релаксационный слой газа , заполненный линиями тока, прошедшими через этот участок скачка и поэтому имеющими в принципе другие равновесные параметры. Расход ij)o через него ограничен и, следовательно, он имеет конечную толщину o ipo/Qoot oo для клина и исчезающую o ipo/Qoof ooX sin О для конуса, и на больших удалениях от носка в целом не будет оказывать влияние на течение. [c.164]

Вопрос о структуре фронта ударной волны в газе с замедленным возбуждением степеней свободы впервые был рассмотрен Я. Б. Зельдовичем (1945, 1946) на примерах обратимой химической реакции и возбуждения колебаний в молекулах. Этот анализ затем повторяется во всех последующих работах, посвященных релаксационному слою, число которых огромно, так как экспериментальное исследование релаксационного слоя в ударной волне стало впоследствии одним из важнейших методов изучения кинетики и измерения скоростей различных физических и физико-химических процессов (см. 2). Анализ основан на том, что в растянутом релаксационном слое градиенты газодинамических величин малы, и распределение этих величин подчиняется уравнениям гидродинамики идеальной жидкости. Дифференциальные уравнения стационарного плоского течения в системе координат, связанной с фронтом, интегрируются и дают для текущих значений давленияр"(ж), плотности р (ж) и т. д. в релаксационном [c.215]

Измерения времени релаксации с помощью ударных труб основаны на исследовании структуры релаксационного слоя за скачком уплотнения. Распределения газодинамических величин в слое определяются уравнениями газодинамики (1.12)—(1.14) (см. п. 1.5), которые решаются совместно с уравнением кинетики. Так, в случае колебательной релаксации кинетика описывается уравнением (2.4), причем полная внутренняя энергия 8 складывается из равновесной части 8пост + 8вращ = 2 кТ и неравновесной колебательной энергии (на 1 г). [c.227]

С. А. Лосевым (1958) и Н. А. Генераловым (1962). Через смотровые окна ударная труба насквозь просвечивается светом от постороннего источника и измеряется изменение во времени поглощения света, когда мимо окон проходит ударная волна с релаксационным слоем. Прглощательная способность в данном участке ультрафиолетового света, который и использовался для этой цели, зависит, во-первых, от числа молекул в 1 см и, [c.227]

То = 300° К и D = А,7 км сек (М = 14,2) ширина релаксационного слоя Дж 5 М.и [Ti ки 6200° к, Pi/Po = 10,2 внред-ноложении, что колебания возбуждаются быстро, а затягивается только диссоциация, [c.230]

Вследствие резкого перепада 1емператур релаксацион ные процессы протекают не полностью и внутренние напряжения в изделии частично сохраняются. Указанные остаточные напряжения способствуют интенсивному старению образцов в указанных выше средах. Причем чем толще слой покрытия, тем больше остаточных напряже- [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...