Если соединить точки тела, имеющие одинаковую температуру, по­лучим поверхность равных температур, называемую изотермиче­ской. Итак, изотермической поверхностью называется геометрическое место точек в температурном поле, имеющих одинаковую температуру.

Так как одна и та же точка тела не может одновременно иметь различные температуры, то изотермические поверхности не пересекают­ся. Они либо оканчиваются на поверхности тела, либо целиком распо­лагаются внутри самого тела.

Пересечение изотермических поверхностей плоскостью дает на этой плоскости семейство изотерм. Они обладают теми же свойствами, что и изотермические поверхности, т. е. не пересека­ются, не обрываются внутри тела, оканчиваются на поверхности, либо целиком располагаются внутри самого тела.

Рисунок 1.1- Изотермы

На рисунке 1.1 приведены изотермы, температу­ры которых отличаются на t.

Температура в теле изменяется только в направлениях, пересекающих изотермические поверхности. При этом наибольший перепад температуры на единицу длины происходит в направления нормали к изотермической поверх­ности.

Возрастание температуры в направлении нормали к изотермической поверхности характеризуется градиентом температуры.

Градиент температуры есть вектор, направленный по нормали к изо­термической поверхности в сторону возрастания температуры и числен­но равный производной от температуры по этому направлению, т. е.

grad t = , (1.6)

где n о -единичный вектор, нормальный к изотермической поверхности и направленный в сторону возрастания температуры; dt/dn - производ­ная температура по нормали n.

Скалярная величина температурного градиента dt/dn не одинакова для различных точек изотермической поверхности. Она больше там, где расстояние
между изотермическими поверхностями меньше. Скаляр­ную величину температурного градиента dt/dn мы будем также назы­ватьтемпературным градиентом .

Величина dt/dn в направлении убывания температуры отрица­тельна.

Проекции вектора grad t на координатные оси Ох, Оу, Оz будут равны:

(grad t) x =

(grad t) y =
(1-7)

(grad t) z =

Лекция 3

Тема: ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕНИЯ О ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

План лекции

1.4 Тепловой поток. Закон Фурье

1.5 Коэффициент теплопроводности

1.4 Тепловой поток. Закон фурье

Необходимым условием распространения теплоты является нерав­номерность распределения температуры в рассматриваемой среде. Та­ким образом, для передачи теплоты теплопроводностью необходимо неравенство нулю температурного градиента в различных точках тела.

Согласно гипотезе Фурье количество теплоты dQ, Дж, про­ходящее через элемент изотермической поверхности dF за промежуток времени d, пропорционально температурному градиенту dt/dn.

. (1.8)

Опытным путем установлено, что коэффициент пропорциональности в уравнении (1.8) есть физический параметр вещества. Он характери­зует способность вещества проводить теплоту и называется коэффи­циентом теплопроводности.

Количество теплоты, проходящее в единицу времени через единицу

площади изотермической поверхности
,Вт/м 2 , называется плот­ностью теплового п о т о к а . Плотность теплового потока есть вектор, определяемый соотношением

. (1.9)

Вектор плотности теплового потока q направлен по нормали к изо­термической поверхности. Его положительное направление совпадает с направлением убывания температуры, так как теплота всегда пере­дается от более горячих частей тела к холодным. Таким образом, век­торы q и grad t лежат на одной прямой, но направлены в противопо­ложные стороны. Это и объясняет наличие знака «минус» в правых частях уравнений (1.9) и (1.8).

Линии, касательные к которым совпадают с направлением вектора

q, называются линиями теплового потока . Линии теплового по­тока ортогональны к изотермическим поверхностям (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Изотермы и линии теплового потока

Скалярная величина вектора плотности теплового потока q, Вт/м 2 , будет равна:

, (1.10)

Многочисленные опыты подтвердили справедливость гипотезы Фурье. Поэтому уравнение (1.8), так же как и уравнение (1.9), явля­ется математической записью основного закона теплопроводности, ко­торый формируется следующим образом: плот­ность теплового потока пропорциональна гради­енту температуры.

Количество теплоты, проходящее в единицу времени через изотермическую поверхность F, называется тепловым потоком . Если гра­диент температуры для различных точек изотер­мической поверхности различен, то количество теплоты, которое пройдет через всю изотермиче­скую поверхность в единицу времени, найдется как

, (1.11)

где dF -элемент изотермической поверхности. Величина Q измеряется в ваттах.

Полное количество теплоты Q, Дж, прошедшее за время т через изотермическую поверхность F, равно:

, (1.12)

Из сказанного следует, что для определения количества теплоты, проходящего через какую-либо поверхность твердого тела, необходи­мо знать температурное поле внутри рассматриваемого тела. Нахожде­ние температурного поля и является главной задачей аналитической теории теплопроводности.

К основным задачам теории теплообмена относится установление аналитической связи между тепловым потоком и распределением температур в средах. Совокупность мгновенных значений какой-либо величины во всех точках данной среды (тела) называется полем этой величины. Соответственно совокупность значений температур в данный момент времени для всех точек рассматриваемой среды называется температурным полем.

В наиболее общем случае температура в данной точке зависит от координат точки в пространстве и изменяется во времени:

Эта зависимость представляет собой уравнение неустановившегося температурного поля.

Для установившегося температурного поля

На практике, кроме трехмерного стационарного температурного поля, довольно часто встречаются двумерные и одномерные температурные поля, являющиеся функцией соответственно двух и одной координат.

Геометрическое место точек, имеющих одинаковую температуру, называетсяизотермической поверхностью. Температуры изменяются от одной изотермической поверхности к другой, причем наибольшее изменение температуры происходит по нормали к изотермическим поверхностям.

Предел отношения изменения температуры к расстоянию между изотермическими поверхностями по нормали называется температурным градиентом:

Температурный градиент является векторной величиной. Положительным направлением температурного градиента принято считать направление в сторону возрастания температур.

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК - вектор, направленный в сторону, противоположную градиенту темп-ры и равный по абс. величине кол-ву теплоты, проходящему через изотермич. поверхность в единицу времени. Измеряется в ваттах или ккал/ч (1 ккал/ч=1,163 Вт)

Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц. В результате теплопроводности температура тела выравнивается.

1. Основной закон теплопроводности, установленный Фурье (1768--1830) и названный его именем, гласит, что количество теплоты dQ, переданное теплопроводностью, пропорционально градиенту температуры, времени и площади сечения dF, перпендикулярного направлению теплового потока:

где: - коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м*К)

Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природы и агрегатного состояния, температуры и давления. Коэффициент теплопроводности газов возрастает с повышением температуры и почти не зависит от давления. Для жидкостей, за исключением воды и глицерина, наоборот, уменьшается с повышением температуры. Для большинства твердых тел увеличивается с повышением температуры.

Дифференциальное уравнение теплопроводности, называемое также уравнением Фурье, описывает процесс распространения теплоты в среде. Его выводят на основе закона сохранения энергии и записывают в следующем виде:

где: =а - коэффициент температуропроводности, м 2 /ч или м 2 /с; с - удельная теплоёмкость материала, кДж/(м*К); - плотность материала, кг/м 3

Уравнение теплопроводности позволяет решать вопросы, связанные с распространением теплоты теплопроводностью в условиях как установившегося, так и неустановившегося процесса.

При решении конкретных задач уравнение теплопроводности должно быть дополнено соответствующими уравнениями, описывающими начальные и граничные условия.

В качестве примера рассмотрим установившийся процесс передачи теплоты теплопроводностью через плоскую стенку от горячего теплоносителя к холодному. Пусть температура стенки со стороны горячего теплоносителя равна t ст1 , а со стороны холодного -- t ст2 ; теплопроводность материала стенки; толщина стенки. Как видно из рис. 9.1, температурное поле одномерно и температуры изменяются только в направлении оси х. Уравнение, описывающее теплопроводность плоской стенки при установившемся режиме, имеет вид

где: - тепловая проводимость стенки.

Величина, обратная тепловой проводимости стенки, () называется термическим сопротивлением стенки. В случае двухслойной стенки, например эмалированной, или многослойной, можно аналогично получить

где n -- количество слоев стенки.

Основными кинетическими характеристиками процесса теплопередачи являются средняя разность температур, коэффициент теплопередачи, количество передаваемой теплоты (от этой величины зависят размеры теплообменной аппаратуры).

Движущая сила теплообменных процессов -- разность температур теплоносителей. Под действием этой разности теплота передается от горячего теплоносителя к холодному.

Количество теплоты Q, переданное в единицу времени от горячего теплоносителя к холодному на всей теплообменной поверхности F теплообменника, определяют из уравнения теплового баланса:

Движущая сила при теплопередаче между двумя теплоносителями не сохраняет своего постоянного значения, а изменяется вдоль теплообменной поверхности.

Например, при прямотоке при входе теплоносителей в теплообменник локальная движущая сила максимальна: = t 1 "-t 2 ", a на выходе из аппарата минимальна: = t 1 ""-t 2 "" Такая же картина наблюдается и при противотоке. Поэтому при расчетах процессов теплопередачи пользуются средней движущей силой процесса. Получают соотношение для расчета средней движущей силы процесса теплопередачи

Температурный градиент атмосферы может изменяться в широких пределах. В среднем он равен 0,6°/100 м. Но в тропической пустыне вблизи поверхности земли он может достигать 20°/100 м. При температурной инверсии температура с высотой увеличивается и температурный градиент становится отрицательным, т. е. может быть равен, например, -0,6°/100 м. Если температура воздуха одинакова на всех высотах, то температурный градиент равен нулю. В этом случае говорят, что атмосфера изотермична.[ ...]

Когда градиент температуры окружающего воздуха примерно равен сухоадиабатическому вертикальному градиенту (рис. 3.8, б), устойчивость атмосферы называют безразличной. Любой объем воздуха, который по какой-либо причине быстро перемещается вверх или вниз, будет иметь ту же температуру, что и окружающий воздух на новой высоте. Следовательно, отсутствует побудительная причина для любого дальнейшего вертикального перемещения, связанного с различием температур, и рассматриваемый объем воздуха останется в том же месте. Если температурный градиент окружающего воздуха меньше, чем сухоадиабатический вертикальный градиент, то атмосферу называют под адиабатической. Используя аргументацию, подобную сверхадиабатическому случаю, можно показать, что подадиабатическая атмосфера устойчива. Значит, любой небольшой объем воздуха, неожиданно перемещенный в вертикальном направлении, будет стремиться вернуться в свое первоначальное положение. Например, объем воздуха, перемещенный из положения Л в В на рис. 3.8,6, будет иметь большую плотность, чем окружающий воздух в точке Б. Следовательно, он имеет тенденцию вернуться на первоначальную высоту.[ ...]

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ТЕМПЕРАТУРНЫЙ ГРАДИЕНТ. См. вертикальный градиент температуры.[ ...]

Нормальный, или стандартный, температурный градиент, основанный на международном соглашении, таким образом, равен 0,66 °С/100 м, или 3,6 Т/ЮОО фут. Температурный профиль для стандартной атмосферы в сравнении с сухоадиабатическим температурным профилем показан на рис. 3.7.[ ...]

Обогащение в пределах данного температурного градиента по длине потока вещества внутри обогатительного устройства представлялось бы лучшим решением вопроса, поскольку соединения, которые следует обогатить, могут накапливаться на неподвижной фазе, обогащаемой лучше всех, и не будут вызывать затруднений с точки зрения условий последующего разделения. С другой стороны, обогащаемые соединения могут накапливаться на отдельных участках в пределах данного температурного градиента, причем каждое соединение будет занимать термодинамически наиболее выгодное расположение, т.е. происходит эффект фокусирования, делающий обогащение еще более эффективным.[ ...]

Типичный дневной ¡цикл изменения температурного градиента над открытой местностью в безоблачный день начинается с образования неустойчивой скорости падения температуры, усиливающейся днем благодаря интенсивному тепловому излучению солнца, что приводит,к возникновению сильной турбулентности. Непосредственно перед или вскоре после захода солнца приземный слой воздуха быстро охлаждается и возникает устойчивая скорость падения температуры (повышение температуры ¡с высотой). В течение ночи интенсивность и глубина этой инверсии возрастают, достигая максимума между полуночью и тем временем суток, когда земная поверхность имеет минимальную температуру. В течение этого периода атмосферные загрязнения эффективно задерживаются внутри слоя инверсий или ниже его благодаря слабому или полному отсутствию рассеивания загрязнений по вертикали. Следует отметить, что,в условиях застоя загрязнители, сбрасываемые у поверхности земли, не распространяются в верхние слои воздуха и, наоборот, выбросы из высоких труб в этих условиях большей частью не проникают в ближайшие к земле слои воздуха (Church, 1949). С наступлением дня земля начинает нагреваться и инверсия постепенно ликвидируется. Это может привести к «фумигации» (Hewso n a. Gill, 1944) благодаря тому, что загрязнения, попавшие в течение ночи в верхние слои воздуха, начинают быстро перемешиваться и устремляются вниз. Поэтому в ранние предполуденные часы, предшествующие полному развитию турбулентности, заканчивающей дневной цикл и обеспечивающей мощное перемешивание, часто возникают высокие концентрации атмосферных загрязнений. Этот цикл может быть нарушен или изменен при наличии облаков или осадков, препятствующих интенсивной конвекции в дневные часы, но могущих также препятствовать и возникновению сильной инверсии в ночное время.[ ...]

Веерообразная струя (рис. 3.2, в, г) образуется при температурной инверсии или при температурном градиенте, близком к изотермическому, что характеризует очень слабое вертикальное перемешивание. Образованию веерообразной струи благоприятствуют слабые ветры, чистое небо и снежный покров. Такая струя наиболее часто наблюдается в ночное время.[ ...]

Таким образом, если теория электризации за счет температурного градиента в состоянии количественно объяснить результаты опытов с капельками облачных размеров, то результаты опытов при взрывании крупных капель она объяснить не может. Поэтому необходимо отдать предпочтение теориям Качурина и Бекряева, Имянитова и др. , базирующимся на представлении о разделении зарядов при фазовых переходах воды.[ ...]

Формула (136) позволяет определить, во сколько раз температурный градиент против вершины эллипса (т. е. градиент вдоль оси X) превышает наименьший градиент (вдоль оси У) у берегов.[ ...]

Для выработки электроэнергии можно использовать и температурный градиент океанов, что представляет собой косвенный метод преобразования энергии солнечного излучения. Поглощение теплового излучения солнца водой происходит преимущественно поверхностным слоем, температура которого выше нижележащих слоев. На сравнительно небольших глубинах температура падает примерно до 4°С. В этом случае можно использовать температурный градиент для выработки электроэнергии по замкнутому термодинамическому циклу, рабочим телом в котором служит жидкость с низкой температурой кипения, например, аммиак, пропан, этан и др. Малая разность температур “горячего” (верхнего слоя) и “холодного” (нижнего слоя) источников предопределяет низкий КПД цикла, составляющий всего 3-4% при нагреве рабочего тела на 10-12°С. Но отсутствие зарат на топливо, даже при высоких удельных капитальных вложениях в океанические солнечные тепловые электростанции (ОСТЭС), заставляет ученых и инженеров обращать внимание и на этот способ выработки электроэнергии. Рабочее тело в парогенераторе нагревается и переходит в парообразное состояние теплом воды из поверхностного слоя океана. Полученный таким образом пар совершает работу в турбине и после турбины конденсируется в конденсаторе, охлаждаемом холодной глубинной водой.[ ...]

При небольших диаметрах труб и отсутствии значительного температурного градиента по сечению трубы концентрация твердых частиц в пограничном подслое будет близка к концентрации их в объеме. Это позволяет считать, что количество отложений будет прямо пропорционально концентрации дисперсных частиц в данном сечении. С увеличением интенсивности охлаждения через стенку эта пропорциональность может нарушаться в сторону роста количества отложений в результате роста температурного градиента у стенки трубы. Было показано, что температурный перепад на границе стена - жидкость в скважинах не превышает 0,5 °С.[ ...]

Самым интересным является верхний слой, лежащий уже в стратосфере. Температурный градиент там оказался отрицательным круглый год] круглый год стратосфера над океаном холодней, чем стратосфера над материком (на исследуемых высотах - до 20 км над уровнем моря).[ ...]

В приземном слое атмосферы над прогретой в дневные часы подстилающей поверхностью значения температурных градиентов (в пересчете на 100 м) могут во много раз превышать полученные в (1.46), что дает импульс для развития восходящих движений.[ ...]

Если в массиве загрязнитель содержится в поровом растворе или в парогазовой фазе, то при наличии температурного градиента в разных частях массива он будет двигаться вместе с термоосмотическим потоком жидкости или газа от области с более высокой температурой к области с более низкой температурой. При термоосмосе в не полностью водонасыщенных грунтах передвижение в порах воды или загрязнителя может осуществляться как в жидкой, так и в газовой фазе.[ ...]

При выбросе загрязнений через высокие трубы (А=100- 120 м) максимальные концентрации будут иметь место при обычном температурном градиенте на расстоянии 2-3 км от мест выброса, а при инверсионных градиентах еще дальше (т. е. в большинстве случаев за зонами разрыва). Но это не значит, что при высоких выбросах роль обязательных (по санитарным нормам) зон разрыва снижается. Во всех случаях следует иметь в виду, что зона разрыва прежде всего является территорией, где происходит рассеяние неорганизованных поступлений газов и пыли.[ ...]

Количественно определить удельный вклад каждой из вероятных реакций в условиях постоянно мзняющихся концентрационных и температурных градиентов нельзя. Любому мгновенному значению температуры и концентраций сосуществующих в газовой фазе соединений отвечает задаваемое сочетанием этих параметров состояние мгновенного динамического равновесия.[ ...]

Под теплопроводностью почвы понимают способность поглощать и проводить тепло от слоя к слою в направлении, обратном термическому градиенту, т. е. от горячих в холодные. Количество передающейся через слой почвы тепловой энергии пропорционально градиенту температуры и коэффициенту теплопроводности. Коэффициент теплопроводности (К) равен количеству тепла в Дж, прошедшего в секунду через почву сечением 1 см2 (10 4 м2) при толщине слоя 1 см (10 2 м) и температурном градиенте иа концах слоя в 1 °С. Размерность коэффициента % в системе СИ - Дж/(м с °С). Величина теплопроводности почвы зависит от теплопроводности основных компонентов ее (твердой и жидкой фазы).[ ...]

Так как температуры воздуха уменьшаются с высотой, нагревание подстилающей поверхности обычно вызывает на больших высотах большие температурные градиенты в приземном слое воздуха , хотя разность температур почва - воздух зависит от погодных условий. Аулицкий обработал данные подробных измерений на границе леса (2072 м) около Обергургля (Австрия) и показал, что имеется линейная зависимость между средними и экстремальными значениями температуры почвы и воздуха, когда почва незамерзшая (рис. 2.26). В переходные сезоны температура почвы ниже, чем температура воздуха, вследствие радиационного охлаждения поверхности осенью и запаздывания схода снежного покрова весной. В Альпах почва, как правило, имеет самые низкие температуры осенью при промерзании, тогда как зимний снежный покров защищает почву от промерзания.[ ...]

Однако указанные модели климата имеют и ряд серьезных недостатков. Вертикальная структура моделей базируется на предположении о равенстве вертикального температурного градиента равновесному. Их упрощенность не позволяет корректно описать очень важные атмосферные процессы, в частности образование облаков и конвективный перенос энергии, которые по своей природе являются трехмерными полями. Поэтому в этих моделях не учитывается обратное воздействие изменений климатической системы, обусловленных изменениями, например, облачного покрова, на характеристики последнего, и результаты моделирования могут рассматриваться лишь как первоначальные тенденции в эволюции реальной климатической системы при изменении свойств атмосферы и подстилающей поверхности.[ ...]

Сильные прибрежные ветры на мысе Деннисон возникают и прекращаются, как правило, внезапно, и Болл объясняет это как явление стационарного прыжка. Сильный температурный градиент между мысом Деннисон на побережье и станцией Шарко (69° ю. ш., 2400 м над ур. м.) усиливает основной гравитационный поток холодного воздуха с Полярного плато. На уровне 2400 м разность между средними годовыми значениями температуры на этих двух станциях составляет 17 °С, эта разность приводит (если предположить, что этот градиент температуры изобарический) к разности плотности примерно в 7 % . Составляющая термического ветра, связанная с приземной температурной инверсией, вероятно, также имеет определенное значение, так как ветры обычно захватывают слой в несколько сотен метров. Прыжок обычно наблюдается над морем близ берега, но если он сдвигается в глубь материка, то режим сильных ветров (порывистый поток) вверх по течению от прыжка сменяется почти штилевыми условиями в увеличивающемся по мощности слое холодного воздуха (ср. рис. 3.7 6). Болл показал, что типичные условия в этой области соответствуют наличию прыжка, так как число Фруда значительно больше единицы. Около станции Дейвис (68° ю. ш., 78° в. д.) стоячие прыжки обычно отмечаются как стена переносимого снега высотой 30-100 м . Между 30 мая и 14 ноября 1961 г. на станции Дейвис наблюдали или слышали (по реву ветра) 31 такой прыжок. Лид отмечает, что обычно они появляются через несколько часов после развития катабатического режима.[ ...]

Изменение температуры некоторого объема сухого воздуха, перемещающегося по вертикали, постоянно и равно 1°/Ю0 м. Метеорологи называют эту величину адиабатическим температурным градиентом сухого воздуха. Прилагательное «адиабатический» означает, что какой-либо теплообмен между данным объемом воздуха и окружающей средой отсутствует, а «сухой» - что процесс идет без конденсации или парообразования. Если же в перемещающемся объеме воздуха происходит конденсация или парообразование, то соответствующий температурный градиент называют адиабатическим температурным градиентом для влажного воздуха. Эта величина меньше 1°/100 м, и она изменяется в зависимости от температуры и высоты. Однако в большинстве исследований по загрязнению атмосферы мы можем ограничиваться случаем сухого воздуха.[ ...]

Способность воздушной массы к диффузии сильно зависит от распределения температуры по вертикали. Изменение температуры в атмосфере на каждые 100 м высоты называется температурным градиентом. При неизменной температуре на всех высотах вертикальный градиент температуры называют изотермическим.[ ...]

Натурные наблюдения показывают также, что поступающий в пруд поток теплой воды распространяется в основном на сравнительно небольшую глубину, имея при этом несущественный температурный градиент по вертикали; ниже этого слоя температура воды резко снижается. Устройством специальных глубинных водозаборов в пруде достигают распространения потока теплой воды на большую глубину и, таким образом, забора из пруда более холодной воды.[ ...]

Это явление играет существенную роль при улавливании частиц из горячих газов в случае их прохождения через холодные насадки. В узких каналах при разнице температур 50 °С можно получить температурный градиент 1000 К/см. Расчеты показывают, что это должно привести к осаждению на 98,8 % частиц размером 0,1 мк в слое насадки глубиной 230 мм при 500 °С.[ ...]

На рис. У-10 представлены два гипотетических случая, которые могут быть проанализированы . Исследовалась земная кора толщиной 30 км, состоящая из гранита до глубины 10 км, и базальта (остальные 20 км); тепловой поток через поверхность составлял 5,02 Дж/(см2-с). Кривая А - зависимость температурного градиента от глубины для случая, когда весь тепловой поток возникает от источника, расположенного под земной корой, а кривая Б - для случая, когда три четверти теплового потока возникает внутри коры; эти случаи, по-видимому, являются экстремальными.[ ...]

Энергия океана экологически чистая. Она может быть использована в приливных электростанциях (ПЭС), волновых электростанциях (ВолнЭС) и электростанциях морских течений (ЭСМТ), где происходит преобразование механической формы энергии океана в электрическую. Есть установки, использующие наличие температурного градиента между верхними и нижними слоями Мирового океана - так называемые гидротермальные электростанции (ГиТЭС). Мы ранее это уже рассмотрели.[ ...]

В северных районах бассейна мощность многолетнемерзлых пород достигает нескольких сот метров. Пресные воды в них превращены в лед, а межмерзлотные рассолы переохлаждены («криопэги»). Низкая температура в этой зоне и под ней способствует переходу углеводородных газов в газогидратное состояние.[ ...]

На участках реки с сильным течением преобладает Cladophora glome rat а Kutz., в прибрежье и заводях доминируют зигнемовые и эдогониевые водоросли, в некоторых местах со стоячей водой отмечены только улотриксовые. По отношению к температурному градиенту наиболее устойчивы виды Spirogyra, в более холодных участках вытесняющие Oedogonium и Mougeotia. Наибольшая доля конъюгирующих нитей зигнемовых отмечена в некоторых прибрежных участках (до 100%), лужах и неглубоких заводях. Конъюгирующие нити встречаются до глубины 20 см, что связано со световым режимом. Наиболее часто конъюгируют виды рода Spirogyra, реже - Mougeotia. Наблюдения проводились в течение месяца - за это время существенных изменений в альгофлоре не наблюдалось, отмечается резкое увеличение доли конъюгирующих нитей зигнемовых.[ ...]

По результатам численного моделирования пятиступенчатой экстракции аренов из модельной смеси - ТДФ 270-360 °С обводненным 1,4-диоксаном с применением исследованных технологических приемов определен режим получения рафината, содержащего 12,4 % аренов: кратность экстрагент/сырье = 4:1 об., содержание воды в экстрагенте = 8,0 % об., температурный градиент экстракции = 10 аС, температура в кубе экстрактора = 40 °С; доля рецикла рафината к сырью = 0,5 масс. При этих параметрах процесса выход рафината составляет 69,4 % от исходного сырья, потери парафинонафтеновых компонентов с экстрактом - 11,9 %.[ ...]

Важнейшим элементом климата горных районов, несомненно, является температура. В большинстве горных областей мира ведутся подробные наблюдения температуры и имеется множество статистических исследований изменения температуры с высотой. Это изменение представляет собой сложную проблему при составлении климатических атласов в силу резких температурных градиентов на небольших расстояниях и их сезонной изменчивости . В некоторых недавно проведенных исследованиях температур в горах, например в и , для того чтобы связать температуры с высотой и отделить влияние инверсий от эффектов, обусловленных крутизной склонов, применяется регрессионный анализ. Пильке и Меринг , пытаясь уточнить пространственное распределение температуры для одной из областей в северо-западной Виргинии, использовали линейный регрессионный анализ средних месячных температур как функции высоты. Они показали, что корреляции максимальны (г=-0,95) летом, как это обычно бывает на средних высотах. Зимой инверсии на низких уровнях вкосят большую изменчивость, и, если подобрать подходящие полиномиальные функции или же использовать потенциальные температуры, можно получить лучшие оценки . С целью составления топоклиматических карт для Западных Карпат был аналогичным образом разработан ряд уравнений регрессии . Для этого, как описано в п. ,2В4, используются отдельные уравнения регрессии для различных профилей склона. Заметим, что имеется мало попыток описать изменения горной температурь) при. помощи какой-либо более общей статистической модели.[ ...]

Прямые и косвенные потери окружающей природной среды связаны (и, следовательно, могут быть выражены) с асимметрией состояния искусственного объекта. В случае постепенного, нескачкообразного развития потерь имеет место общая асимметрия, характеризующая закономерные тенденции в изменении состояния объекта (проектное положение, напряженно-деформированный потенциал, температурный градиент и др.) на любом временном интервале.[ ...]

Таким образом, все сказанное позволяет считать, что первоначальное накопление твердой фазы на поверхности отложения происходит в общем случае за счет фиксаций наиболее диспергированной части твердой фазы из объема нефти, образование же кристаллов непосредственно на поверхности носит подчиненный характер и может наблюдаться лишь как частный случай при наличии резкого температурного градиента на стенке трубы.[ ...]

В зависимости от условий различают два вида испарения - статическое и динамическое. Испарение топлива с поверхности, неподвижной относительно окружающей среды, называется статическим. Если жидкость и газовая среда перемещаются относительно друг друга, испарение называется динамическим. При испарении всегда образуются конвективные потоки за счет разности молекулярных масс и температурного градиента в пограничном слое вблизи поверхности испарения.[ ...]

Некоторое подобие систематических отклонений намечается на кривой, вычисленной для горизонта 0,25 м. Но нетрудно видеть, что если бы мы задались не коэффициентом теплопроводности 5 10 3, принятым нами постоянным во всей толще льда, а коэффициентом 1,7-10 3, который был найден Мальмгреном длинным - косвенным - путем для поверхностного слоя, то отклонения получились бы несоизмеримо большими: температурный градиент в верхних слоях получился бы значительно большим (в 3 раза), а потому амплитуда вычисленной кривой оказалась бы еще значительно меньшей.[ ...]

Ревелле сделал вывод о том, что Северная Атлантика - самая северо-западная часть Тихого океана - и море Уэдделла - являются главными районами, в которых произойдет выход глубинных вод океана и выделение С02 в атмосферу. Он количественно охарактеризовал изменение климата под влиянием увеличения концентрации С02. Поскольку этот эффект будет проявляться главным образом в холодных районах, уменьшится температурный градиент между высокими и низкими широтами. Это заключение более детально рассматривается в статье Манабе и Везеральда .[ ...]

Как уже упоминалось, не всегда имеются -необходимые метеорологические данные по интересующему нас району или же они могут быть использованы лишь для отдельного пункта в этом районе. Таким образом, требуется по крайней мере качественное определение пространственных колебаний соответствующих метеорологических факторов. Часто удается определить степень девиации ветрового потока (по направлению и скорости) и изменения температурного градиента три переходе к другой территории и, таким образом, применить имеющиеся данные для характеристики, интересующего нас другого района. Более трудным является ¡вопрос о соотношении между продолжительностью метеорологических замеров и длительностью отбора проб для определения концентрации атмосферных загрязнений. Различные рабочие формулы для расчета диффузионных измерений обычно исходят из кратковременного отбора проб для определения концентрации загрязнений в воздухе. С увеличением длительности этого периода до часов, дней или даже месяцев коэффициенты диффузии перестают соответствовать действительности, что требует внесения соответствующих поправок (Smith, 1955). С другой стороны, для этих длительных периодов могут оказаться достаточными и простые средние цифры ветра и стабильности, если только учитывать колебания направлений ветра и суточные изменения изучаемых параметров.[ ...]

Коэффициент турбулентной диффузии Ктф варьирует в широких пределах в зависимости от условий устойчивости. Наибольшие значения он имеет при неустойчивой атмосфере, а образование инверсий, препятствующих развитию турбулентных потоков, приводит к его уменьшению. Влияние термических условий на турбулентный перенос можно проследить по величине Кюф в тропосфере и стратосфере: если во всей толще тропосферы при отрицательном температурном градиенте (-6,5 К/км) он равен примерно 105 см2/с, то в средних слоях стратосферы при положительном градиенте происходит его уменьшение в 20 раз.[ ...]

Переходя к СВЧ-диапазону радиоизлучений, следует отметить, что из биоэффектов в данном случае хорошо известен тепловой эффект микроволн, связанный с повышением температуры облучаемой ткани. Благодаря тепловому действию дециметровые и сантиметровые волны средней и высокой интенсивности широко используются в физиотерапии для лечения многих заболеваний, в том числе онкологических и сердечно-сосудистых. Идея лечения заключается в создании температурных градиентов в различных органах тела, меняющих условия функционирования пораженного органа.[ ...]

Значение периода Т собственных колебаний системы, найденное Осмоловской, позволяет оценить порядок величины т], фигурировавшей в теоретической формуле (236). Подставим в нее достаточно правдоподобное значение 0 = 3-4°, а также значения р = 2,5 108 см (как было указано выше), П = 1,6 103 и Т = 8 суток (разумеется, раздробив их в секунды). Тогда окажется, что приблизительно г ж 0,1, т. е. примерно лишь 1/10 количества тепла, дополнительно принесенного воздушными потоками, идет на изменение температурного градиента в муссонном слое и связанное с ним изменение давлений и скоростей в колебательной системе. Разумеется, пока следует считать эту величину г только ориентировочной, свидетельствующей лишь о порядке «коэффициента использования» энергии, приносимой потоками в поле термобарических сейш: сколько-нибудь точное решение будет возможно лишь после нахождения интеграла полного уравнения (223), учитывающего эффект кориолисовой силы на основании (227).[ ...]

Теперь концентрация или расход следового компонента могут быть увеличены в значительной степени, от 10 до нескольких сотен раз, при условии, что размеры системы и условия ее работы могут быть оптимизированы. Напл чшнми размерами при следовом анализе являются возможно минимальные размеры; что же касается соединений с точки зрения разделения и расхода подвижной фазы, то следует добиваться наилучших условий для обогащения, а не оптимизации условий разделения. Вымывание в пределах оптимизированного температурного градиента ведет к появлению сфокусированных участков для веществ и предотвращению разбавления за счет диффузии.[ ...]

Далее исследовано влияние содержания воды в экстрагенте при кратностях экстрагент/сырье от 3:1 до 4:1 об. на результаты пятиступенчатой экстракции аренов из сырьевой модели ТДФ 270-360 °С западносибирской нефти. Установлено, что получение рафината с содержанием суммарных аренов 10 % обеспечивается при кратности зкстрагеят/сырье=4:1 об. и содержание воды в экстрагенте 8,0 % об. При этом выход рафината составляет % от исходного сырья, потери папафинонафтеновых компонентов ц экстрактом -19,6 %. Увеличить выход рафината с сохранением ао качества и уменьшить потери целевых компонентов с экстрактом можно, применяя специальные технологические приемы: создание температурного градиента экстракции (разница температур верха и низа экстрактора), рециркуляция части экстракта или рафината. Исследование влияния температурного градиента на результаты экстракции показало, что с целью создания внутреннего рисайкла в экстракторе необходимо поддерживать температурный градиент экстракции на уровне не выше 10 °С, так как его увеличение хотя и приводит к снижению содержания аренов в рафинате, одновременно уменьшает выход рафината.[ ...]

Длительность процесса окисления в битумы является одним из узких мест производства. В качестве катализаторов окисления гудрона в битум предложены: отработанный катализатор полимеризации олефинсодержащих нефтяных газов - фосфор на кизельгуре, ортофосфорная кислота. Процесс окисления гудронов может быть интенсифицирован: изменением растворяющей силы дисперсной среды; путем изменения глубины отбора дистиллятных фракций при подготовке сырья; термическим уплотнением сырья; рециркуляцией продуктов в реакционном устройстве; добавкой в сырье эффективных комплексообразователей; регулированием температуры. Кроме того, интенсификация процесса может осуществляться созданием в реакционном объеме локальных температурных градиентов за счет подачи охлажденных или перегретых потоков продуктов, размещением в реакторе охлаждаемых (либо нагретых до более высоких температур) поверхностей или наличия в реакторе адсорбционных поверхностей (металлов или оксидов металлов).[ ...]

Иосино выделил четыре синоптических типа распределения давления, которые вызывают бору. Зимой она большей частью связана с циклоном над Средиземным морем или антициклоном над Европой. Летом циклонические системы бывают реже и антициклон может располагаться дальше к западу. При любой системе градиентный ветер должен быть от восточного до северо-восточного. Для развития и сохранения боры требуются одновременно подходящий градиент давления, застой холодного воздуха восточнее гор и его перетекание через горы, преобразующее потенциальную энергию в кинетическую . Бора лучше всего развивается там, где Динарские горы узкие и близко подходят к побережью, как, например, в Сплите. Это увеличивает температурный градиент между прибрежной и внутренней частями страны и усиливает эффект нисходящего ветра. Динарские горы имеют высоту более 1000 м, и низкие перевалы, такие, как перевал у Синя, также благоприятствуют местному усилению боры. В дни, когда есть бора, слой инверсии обычно расположен между 1500- 2000 м на наветренной стороне гор и на том же или более низком уровне на подветренной стороне .[ ...]

Рассеяние атмосферных загрязнителей связано, вообще говоря, с двумя основными характеристиками атмосферной циркуляции: средней скоростью ветра и атмосферной турбулентностью. Атмосферная турбулентность до сих пор недостаточно исследована. Турбулентность в атмосфере обычно включает флюктуации ветра, которые имеют частоту более 2 цикл/ч. Более важные флюктуации имеют частоты от 1 до 0,01 цикл/с. Атмосферная турбулентность является результатом двух процессов: а) нагревания атмосферы, в связи с чем образуются естественные конвективные потоки (dp/dz), и б) «механической» турбулентности, которая является результатом ветрового сдвига du/dz). Хотя оба эффекта обычно имеют место в любых данных атмосферных условиях, как правило, преобладают механическая или тепловая (конвективная) турбулентность. Тепловые вихри чаще возникают в солнечные дни, когда скорость ветра невысока, а температурный градиент существенно отрицателен. Период таких циклических флюктуаций будет порядка минут. С другой стороны, механические вихри преобладают в периоды безразличной устойчивости в ветреные ночи, и флюктуации ветра в этом случае имеют порядок секунд. Механическая турбулентность формируется в результате движения воздуха над земной поверхностью, и на нее оказывают влияние размещение зданий и относительная шероховатость местности.