ВУЗ:
Составители:
72
поднимается вверх, охлаждается у верхней поверхности и опускается вниз
на других участках. Эта структура по внешнему виду напоминает
шестигранные ячейки пчелиных сот
(рис. 3.1). Рис. 3.2. демонстрирует
качественное объяснение этого
явления и фотографию ячеек Бенара,
полученных в тонком слое
силиконового масла с добавлением
алюминиевых опилок. Вследствие
теплового расширения жидкость
расслаивается, причем часть
жидкости, находящаяся ближе к
нижней плоскости, характеризуется
пониженной плотностью по сравне-
нию с верхними слоями. Это
приводит к градиенту плотности,
направленному против силы тяжести. Ясно, что такая структура
неустойчива. Рассмотрим, например, малый элемент объема жидкости
вблизи нижней плоскости (заштрихованный кружок слева на рис. 3.3).
Представим, что этот элемент объема вследствие возмущения немного
смещается вверх. Находясь теперь в более холодной и, следовательно, в
более плотной среде, этот элемент будет испытывать направленную вверх
архимедову силу, которая будет стремиться усилить движение вверх. С
другой стороны, если находящийся вначале у верхней плоскости малый
Рис. 3.2. Возникновение шестигранных
ячеек Бенара в тонком слое жидкости.
Сверху – линии тока жидкости в режиме
конвекции Бенара.
Снизу – снимок конвекции Бенара. Видны
шестигранные конвективные ячейки в
слое силиконового масла толщиной 1 мм с
добавлением алюминиевых опилок. Слой
равномерно нагрет снизу. Освещенные
алюминиевые опилки позволяют
визуально проследить подъем жидкости в
центре каждой ячейки и ее опускание на
краях
Рис. 3.1.
Фото ячеек Бенара
в тонком слое
силиконового масла
. Вид сверху.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- …
- следующая ›
- последняя »
