В аж iftxT этНЧДйге
имеет исследование слоя Ккудссла при установлении граничных условий для yp-mici газодинамики ни поверхности, на к-jjoii происходит испарение или гетерогенная реакция. В атом случае слой Кнудсена связывает континуальные процессы диффузии или течения компонент, справедливые вне кнудсенов-ского слоя, с фнз. процессами конделсации, испарения
Ряс. Э.Зависимостьиарамет-ров пара от массы испаряющегося материала; Г└, п└ = = (]≥/ni≈температуря и числовая платность молекул пара над испарнюшей поверх ни-стью (на границе слоя Кнуд-еена), и ≈ числовая плотность насыщенного пара при императоре поверхности Г^, М<«, ≈ число Маха нормального и стенне питона на границе ело» Кпуцсша, т ≈ масса испар╦нного материала, гугнес╦ннан к нассе, которую испарила иы c-rtiina. ci-'ли Гш молекулы нн возвращались на псе в результате столкновений в слое Кнупеена; Г≈К ≈ величина т!└/« вычислгннаи «о формуле Герца ≈ Кнудссна.
и превращения молекул на поверхности. Анализ течения в кнудсеновском слое показывает, напр., чю даже при предельно сильном нспнррнни, когда на границе киудсоиовского слоя нормальная к поверхности скорость гааа становится равной скорости звука, часть молекул возвращается на поверхность. Темп-pa испаряющегося газа может быть существенно меньше тмш-ры испаряющей стенки, а результаты, следующие из рассмотрения слоя Кпудсена, существенно отличаются от предсказываемых приближ╦нной ф-лой. Герца ≈ Кнуд-tuiia (рис. 8). При сильном испарении в свой газ касательная к поверхности скорость всегда равна нулю, а при конденсации произвольна и определяется внешним по отношению к кнудсеновскоиу слою течением. В течении Куэтта с пере конденсацией ra;ta с одной стенки на другую вес изменении параметров газа происходя!' в тонких елоях Кнудсена, в то время как во веем остальном течении при произвольно большом расстоянии между пластинами все параметры газа постоянны.
Выше иредполагалось, ЧТО при Яп<с1 справедливы ур-ння Навье ≈ Стокса и что отступления от классич. газодинамики вызваны лишь изменениями Граничных условий, обуслоиленныии явлениями в слое Кнудсена. Однако имеется круг явлений, для к-рых даже при Kn,*£il ур-пия Навье ≈ Стокса опалываются несправедливыми.
Из кннетнч. теории газов следует, что в медленных течениях (т. о. если число НеЗ^Л « число М<КЛ, то Кп-= ≈ М/Яе<£1) при наличии большого перепада тенн-р (ДУ/Г) имеют место напряжения в газе-, обусловленные градиентами темп-ры, соизмеримые с к.яасснч. напряжениями, обусловленными градиентами скоростей. Вследствие этих напряжений даже около равномерно нагретых тел возникает движение газа (термострес-соиан конвекция). Это движение гааа отличается от гравитационной естественной конвекции тем, что оно имеет место и отсутствие массовых сил, и от термофореза, к-pbiii возникает около тел с неравномерно нагретой поперхног.тыо. Аналогичные нплсння обусловлены градиентами концентраций в смесях гааов.
Истечение струй. Важным объектом исследований являются струи, истекающие в вакуум пли область с низким давлением. Если истечение струн происходит из форкаиеры с достаточно высоким давлением, то в струе течение может проходить все режимы от сплошной среды до свободно мол окулярного. Вдоль струи теми-pa и илотность падают, а скорость увеличивается, В струях выражены релаксационные явлении: по
мере понижения плотности вдоль струи темп-pa (анергия) внутр. степеней свободы молекул начинает отставать от темп-ры (тепловой оперши) постулат, степенен свободы и затем стабилизируется (замораживается). Далее замораживаются скорость течения it «продольная» темп-pa (разброс в продольных скоростях молекул) . В струях смесей газов разные газы ведут себя различно, что позволяет использовать струи разреженного газа для разделения газон и изотопов. При охлаждении газа в струи можпт происходить конденсация газа и образование кластеров, чтп широки использустсл в технологии. Т. к. условия обраяоваиня кластеров дли раз-пыл, газон различны, то в струях смесей газов можно выделись кластеры разных газов, получать многослойные кластеры. Пут╦м разгона молекул раал. газов в струе гелия получают почти «монохромат и ч.» пучки молекул без теплового разброса, т. е. условия, близкие к абс. нулю темп-ры. Это позволяет лазерными методами исследовать свойства молекул, не затушеванные процессами теплового движении а столкновения молекул.
Экспериментальные исследовании. Для экснерим- исследования течений разреженного газа создаются вэро-динамические трубы, низкой плотности (вакуумные трубы), откачка газа в к-рых производится диффузионными, бустерными или криогенными вакуумными насосами. В соплах таких труб из-за низкой плотности возникает толстый пограничный слой, поэтому для получения не возмущ╦н кого пограничным слоем ядра потока требуются сопла больших размеров. Для исследования законов взаимодействия молекул между собой и с поверхностями используются молекулярные пучки (см. Молекулярное течение). Специфичны и методы диагностики потоков разреженного газа. Наряду с высокочувствительными весами, датчиками давления и потоков тепла (болометры] большое распространение получила диагностика потока электронными пучками, рентгеновскими лучами, лазерные методы, использующие флуоресценцию и рассеяние света молекулами.
Вакуумные трубы позволяют не только изучать явления в разреженных газах, во и исследовать детали мн. явлений в континуальной области. Разреженность газа, увеличение длины пробега молекул позволяют «растянуть* течение, кик оы посмотреть на него в увеличит, стекло. Так, ударную волну или кнудсеновскип слой, имеющие при нормальных условиях толщину порядка 10~" см, можно растянуть до размеров, приемлемых, для исследования их структуры. Струи, истекающие в вакуум, являются удобным инструментом для изучения релаксационных процессов, определения констант скоростей хим- реакций, времен релаксации и т. п. Законы движения разреженного газа в каналах лежат в основе явлений в топких капиллярах иористых тел. Процессы, имеющие место при обтекании и испарении тел в разреженном газе, являются элементами дисперсных двухфазных течений. Явления в кнудсеновском слое определяют характер гетерогенных, в частности катали-тич., реакций, испарения.
Лит.: Коган М. Н., Динамика разреженного газа, М., 1967; III а х о в Е. М., Метод исследования движении разреженного газа, М., 1974: Б а р а н и е в Р. Г.. Влчим"действие разреженных газов с обтекаемыми поверхностями, М.. 1У75; Коган М. Н.. Галкин В. С., Ф р и а л с н д с р О- Г., О напряжениях, возникающих в гаяак яслелитнис неоднородности температуры и концентраций. Новые типы своПодной кип-вскипи, «УФ11», 197В. т. 119. с. 111; Л н ф m и н К. М., П и-таевский Л. П., Фиаичеиь-ая кинетика, М., 1Н7Э; Г V л-м а н Ф., В а >: ы а н Г., Дикамина рассеяния гаэл поверина-стью, нер. г, англ., М,, JS80: БелоцерковскпВ О. М., Крофеев Д. И..(1ницкиИ В.Е-.О нестационарном не. тодо прямого статистического моделирования течений разреженного газа. «Ж, вычисл. иатем. и матсм. фнз.п. 1980, т- 21, С. 1174; Б е р д Г., Молекулярная гаэован динамика, пер. с англ., М.. 1981. М. Н. Ксган. ДИНАМИЧЕСКАЯ ВЙЗКОСТЬ - см. Вязкость. ДИНАМИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ - область голо-графии. в к-рой рассматриваются прсобрязования когерентных волн (пучков), происходящие в самом процессе их заииси. В обычной (статич.) голографии процесс записи приводит к возникновению в регистрирующей
и
ш
Ч
623
