ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конвективная устойчив ость из "Турбулентность - модели и подходы Ч 1" Практически для любых возможных разностей температуры. Для газов р а 1/273, что существенно больше, но также позволяет пользоваться принятыми ограничениями при достаточно больших разностях температуры. [c.28] Рассмотрим вопрос о том, может ли жидкость оставаться неподвижной при наличии неоднородного распределения температуры. Чтобы убедиться, что равновесие неравномерно нагретой жидкости возможно, достаточно вспомнить школьный опыт по кипячению воды в наклоненной пробирке, на дне которой находится лед, а нагревается только верхняя часть. [c.31] ТО есть градиент параллелен вертикальной оси и температура может меняться только по вертикали Т = t z). Это означает, что любой горизонтальный градиент температуры приводит к возникновению конвективного движения. [c.32] Задача об устойчивости горизонтального слоя жидко- сти при наличии вертикального градиента температуры (задача Релея-Бенара) является классической задачей о конвективной устойчивости. Именно в подогреваемом снизу горизонтальном слое жидкости со свободной верхней границей Бенар в 1900 году обнаружил возникновение после превышения критического градиента температуры гексагональных структур, получивших название ячеек Бенара (рис. 1.10). Фотография, взятая из работы Ко8сЬт1ес1ег Е.Ь. Adv. hem.Phys., 1974, У.26. Р.177-212.], иллюстрирует высокую чувствительность гексагональной структуры к возмущениям -слабая деформация поверхности медной пластины, образующей дно сосуда, приводит к локальному нарушению вида ячеек. Течение в слое силиконового масла визуализируется с помощью алюминиевой пудры. [c.33] Отметим, что гексагональные структуры возникают в слое только при наличии свободной поверхности и направление циркуляции в жидкостях и газах при этом противоположно. В жидкости горячий поток поднимается в центре ячейки, а в газах наоборот - в центре ячейки холодный поток жидкости направлен вниз. Отметим, что возникновение гексагональных структур связано с действием поверхностного натяжения. При твердых горизонтальных границах возникают конвективные валы. Этот вид конвективных течений иллюстрирует рис. 1.11, где показана валиковая конвекция в слое силиконового масла в круглом сосуде, закрытом сверху стеклом. Форма сосуда навязывает валам осевую симметрию. [c.33] На рис. 1.12 показан график зависимости вещественной части декремента затухания от числа Релея. На графике отмечены три области I - область затухающих колебательных возмущений, II - область монотонно затухающих возмущений и III - область монотонно нарастающих возмущений. [c.36] Вид нейтральной кривой показан на рис. 1.13. [c.37] Вернуться к основной статье