Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://hit-conf.imec.msu.ru/2012/abstracts/AbstractsNZTGU_VyatkinKozlovSabirov.doc Дата изменения: Sun Jun 14 09:32:00 2015 Дата индексирования: Sat Apr 9 23:54:59 2016 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: внешние планеты

ВЛИЯНИЕ ВЯЗКОСТИ НА ПОРОГ КОНВЕКТИВНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ
ЖИДКОСТИ ВО ВРАЩАЮЩЕМСЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ЦИЛИНДРЕ


А.А. Вяткин, В.Г. Козлов, Р.Р. Сабиров


Пермский государственный педагогический университет, Пермь


Интерес к вибрационной тепловой конвекции во вращающихся системах
определяется важной проблемой влияния массивных естественных спутников на
процессы в ядрах и атмосферах планет. Характерно, что сила Кориолиса
действует не только на осредненные конвективные течения, но и на вызванные
внешним силовым полем колебания жидкости во вращающейся системе, изменяя,
таким образом, сам механизм вибрационной тепловой конвекции [1]. Важным
безразмерным параметром является отношение частоты вращения ? к частоте
осцилляций силового поля во вращающейся системе ?osc. Интересен частный
случай ?/?osc = 1, когда осцилляции силового поля происходят с частотой
вращения. Речь идет об осредненной тепловой конвекции, возбуждаемой
статическим внешним силовым полем в полости, вращающейся вокруг нормальной
полю оси. Примером является конвекция в полости, вращающейся в поле силы
тяжести вокруг горизонтальной оси [2,3].
В данной работе экспериментально исследуется конвекция вязкой жидкости
с внутренними источниками тепла в горизонтальном цилиндре, вращающемся
вокруг собственной оси. Рабочая полость образована плексигласовым
цилиндром, закрытым с торцов капролоновыми фланцами, на внутренние стороны
которых крепятся медные электроды. Длина полости составляет l = 170 мм,
диаметр - d = 36 мм. В качестве рабочей жидкости используется
дистиллированная вода или водоглицериновый раствор с массовой долей
глицерина, которая варьируется в диапазоне 25 - 50 %. Внутреннее
тепловыделение обеспечивается пропусканием через жидкость переменного тока.
Внешняя граница цилиндра поддерживается при постоянной температуре.
Тепловые измерения проводятся в центре полости и на ее цилиндрической
стенке.
В поле центробежной силы инерции при быстром вращении жидкость
находится в устойчивом квазиравновесном состоянии - распределение
температуры стационарно, осесимметрично и имеет максимум в центре полости.
При понижении скорости вращения пороговым образом возникает конвективное
течение в виде вихревых ячеек (см. рисунок), периодически расположенных
вдоль оси.

[pic]

Показано, что конвекция жидкости определяется действием
термовибрационного механизма и характеризуется модифицированным
вибрационным параметром, центробежным числом Рэлея и безразмерной скоростью
вращения. В надкритической области параметров обнаружены несколько режимов
конвекции: стационарный вихревой, колебательный (колебания связаны с
периодической перестройкой конвективных структур), квазистационарный
гравитационный. Последний наблюдается при очень медленном вращении.
Изучены пороги и режимы конвекции в широком интервале безразмерной
скорости вращения.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных
исследований.

ЛИТЕРАТУРА.

1. В.Г. Козлов. Вибрационная конвекция во вращающихся полостях. Изв. РАН.
МЖГ, 2004, ? 1, С. 5-14.
2. А.А. Иванова, В.Г. Козлов, В.В. Рылова. Тепловая конвекция в плоском
слое, вращающемся вокруг горизонтальной оси. Изв. РАН. МЖГ, 2003, ? 1, С.
12-21.
3. А.А. Вяткин, А.А. Иванова, В.Г. Козлов. Конвективная устойчивость
неизотермической жидкости во вращающемся горизонтальном коаксиальном
зазоре. Изв. РАН. МЖГ, 2010, ? 1, С. 12-21.