Лучистый теплообмен во фронте ударной волны

Лучистый теплообмен в ударной волне. Когда ударная волна распространяется по газу, занимающему достаточно большой объем (такой, что размеры нагретой области за волной велики по сравнению с длиной пробега излучения), тепловое излучение в объеме приходит в локальное термодинамическое равновесие с веществом. Излучение равновесно и за фронтом ударной волны. Плотность энергии и давление излучения резко зависят от температуры, пропорционально и становятся сравнимыми с энергией и давлением газа только при чрезвычайно высоких температурах (или очень малых плотностях газа), например, в воздухе нормальной плотности — при температуре 2,7 X 10 °К. Следовательно, в ударных волнах не чрезмерно большой амплитуды энергия и давление излучения практически не влияют на параметры за фронтом ударной волны, будучи малыми по сравнению с энергией и давлением газа. [c.219]

Позднее Рэлей (1910), Дж. Тейлор (1910), затем Р. Беккер (1921) получили формулу для толщины фронта ударной волны, толщины скачка уплотнения, рассматривая и теплопроводность и вязкость, полагая соответствующие коэффициенты постоянными По этим приближенным теориям для слабой ударной волны получалось, что чем больше возмущения, тем меньше толщина ее фронта, причем толщина имела порядок длины свободного пробега молекул. В случае сильной ударной волны значительно усложняется ее структура, необходимо учитывать излучение и лучистый теплообмен, что стало делом последующих лет. [c.316]

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН ВО ФРОНТЕ УДАРНО ВОЛНЫ 14. Качественная картина [c.407]

Таким образом, существование теплового излучения мало сказывается на параметрах газа за фронтом ударной волны не слишком большой амплитуды. Другое дело — влияние излучения на внутреннюю структуру переходного слоя между начальным и конечным термодинамически равновесным состояниями газа, т. е. на строение самого фронта ударной волны. Здесь роль излучения в волнах больших (но представляющих реальный интерес) амплитуд оказывается чрезвычайно существенной и, более того, именно лучистым теплообменом определяется структура фронта. Задача о структуре фронта ударной волны с учетом лучистого теплообмена, которой посвящены 14—17 этой главы, была рассмотрена авторами в работах [42, 47—49]. Хотя поток излучения, уходящий с фронта волны на бесконечность , весьма мал и не оказывает никакого энергетического влияния на параметры ударной волны, тот факт, что он существует, имеет огромное значение, так как позволяет наблюдать волну оптическими методами. Вопрос о свечении ударной волны и яркости поверхности фронта тесно переплетается с вопросом о структуре фронта. Он будет рассмотрен в гл. IX. [c.408]

Ширина фронта ударной волны, в которой лучистый теплообмен играет существенную энергетическую роль, определяется длиной пробега света — самым большим масштабом длины. В каком-то смысле можно говорить о релаксации излучения во фронте ударной волны, об установлении равновесия излучения с веществом за фронтом. [c.408]

Иной порядок имеет соотношение потоков энергии излучения и вещества, так как скорости ударных волн В обычно на несколько порядков меньше скорости света с. Отношение потоков энергии излучения и вещества иТ Врг( изл/рб) с В), грубо говоря, в с В раз больше отношения плотностей энергии /изл/ре- В воздухе нормальной плотности, например, потоки энергии становятся сравнимыми при температуре порядка 300 000°, когда плотность энергии излучения еще очень мала. Наличие потока лучистой энергии существенным образом сказывается на структуре фронта сильной ударной волны, так как во фронте происходит лучистый теплообмен. Поток излучения, естественно, направлен от областей с высокой температурой в область с низкой температурой, т. е. навстречу потоку вещества в системе координат, где волна покоится. Энергия газа через излучение перекачивается из областей за скачком уплотнения в область перед скачком. Это оказывается возможным, потому что холодный газ перед фронтом волны, как правило, непрозрачен для подавляющей части спектра частот, которые излучаются нагретым до высоких температур газом. Действительно, газы обычно бывают прозрачными лишь в видимой и, возможно, в прилегающих близкой ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. Но при высоких температурах в десятки и сотни тысяч градусов излучаются главным образом кванты в ультрафиолетовой области спектра, для которых газы совершенно непрозрачны. [c.219]

В достаточно сильной ударной волне, в которой газ нагревается до высоких температур, существенную роль играют излучение и лучистый теплообмен. Строение фронта при зтом еще более усложняется. Ширина фронта определяется наиболее крупным масштабом, характеризующим переходный процесс, связанный с лучистым теплообменом длиной пробега излучения, которая обычно во много раз больше газокинетических пробегов частиц. [c.362]

ЛГ р 10 см, а коэффициент отражения достигает 50% характерных для металлов. Сделанные оценки пространственной структуры фронта ударной волны, связанные с кинетикой ионизации и лучистым теплообменом, показали, что отражение излучения определяется именно резонансными свойствами электронов плазмы, что позволяет использовать эти измерения для анализа физических свойств сильнонеидеальной плазмы. [c.358]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...