Презентации по Физике

Особенности наноструктуры
Особенности наноструктуры
Под терминами «поверхность» или «межфазная граница» понимают слой вещества конечной толщины, разделяющий различные объемные фазы. Толщина слоя зависит от природы соприкасающихся сред и внешних условий и определяется характерной длиной для данного физического явления. Доля поверхностей раздела нанокристаллического материала Общая доля поверхностей раздела составляет Vп.р = 1 – [(L - s) / L]3 ~ 3s / L, Доля межзеренных границ Vм.г = [3s (L - s)2]/ L3, Доля тройных стыков Vт.с = Vп.р - Vм.г . L – размер зерна; s - ширина границы Микроструктура компактных нанокристаллических материалов Три типа касания зерен: поверхности касания, линии касания и точки касания. Поверхности двух зерен, касающиеся друг друга, называются границами раздела или интерфейсами. Линия касания может быть общей линией для трех и более соседних зерен. Линия касания трех зерен называется тройным стыком. Структура границ раздела определяется типом межатомных взаимодействий (металлические, ковалентные, ионные) и взаимной ориентацией соседних кристаллитов. Разная ориентация соседних кристаллитов приводит к некоторому понижению плотности вещества в границах раздела. Кроме того, атомы, принадлежащие границам раздела, имеют иное ближайшее окружение, чем атомы в кристаллитах.
Продолжить чтение
Конвективный теплообмен. Критерии подобия
Конвективный теплообмен. Критерии подобия
Конвективный теплообмен. Основные понятия и определения. Конвекция - перемещение в пространстве неравномерно нагретых объёмов жидкости или газов. Обычно при инженерных расчётах определяется конвективный теплообмен между жидкой и твёрдой стенкой - теплоотдача. По закону Ньютона - Рихтана, тепловой поток Q от стенки и жидкости равен: Q = αF (tc-tж) Главная трудность расчёта заключается в определении α, зависящего от ряда факторов: 1) от физических свойств омывающей поверхность жидкости ( плотность ρ, вязкость (ν - кинематическая, µ - динамич.) теплоёмкость Ср, теплопроводность λ); 2) от формы и размеров поверхности; 3) от природы возникновения движения среды; 4) от скорости движения. По природе возникновения различают 2 вида движения: 1. Свободное - происходит из-за разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкости, находящиеся в поле действия сил тяжести; оно наз. так же естественной конвекцией и зависит от рода ж., разности t˚C, объёма пространства, в котором происходит процесс. 2. Вынужденное - возникает под действием посторонних побудителей (насоса, вентилятора, ветра). Наряду с вынужденным движением одновременно может развиваться и свободное. Относительное влияние свободного движения тем более, чем больше ∆t˚C в отдельных точках ж. и чем меньше скорость вынужденного движения. Движение жидкости может быть ламинарным или турбулентным. Движение жидкости может быть ламинарным или турбулентным. При ламинарном режиме частицы ж. движутся пословно, не перемешиваясь. Ж. движется спокойно, без пульсаций, образуя струйки, следующие очертаниям канала или стенки и движущиеся параллельно друг другу. Скорость каждой отдельной частицы в любой момент направлена по линии общего движения ж. и не имеет составляющей по другим направлениям. Ввиду наличия внутреннего трения скорость сильно изменяется по сечению канала, уменьшаясь от центра к стенкам (см. рис.) - например в круглой трубе. АВС - профиль скоростей. Максимальная скорость по оси трубы в этом случае вдвое больше средней скорости. Турбулентный режим характеризуется непрерывным перемещением всех слоёв жидкости Представляет собой беспорядочное, хаотичное движение жидкости. Здесь нет параллельно направленных струек. Траектория частиц - сложные пространственно расположенные кривые. Каждая частица, движущаяся по общему направлению потока с некоторой скоростью, испытывает случайные отклонения - пульсации скорости, как в поперечных направлениях, так и вдоль общего движения. Распределение скоростей следующее: в центре сечения в 1,2...1,3 раза > средней скорости. Переход ламинарного режима в турбулентный определяется критическим значением безразмерного комплекса - число (или критерий) Рейнольдса: Re =
Продолжить чтение
Аэродинамические весы
Аэродинамические весы
Аэродинамические весы (по принципу действия) Аэродинамические весы Механические Электрические С плаваю-щей рамой С разделени-ем нагрузок по подвеске Тензометрические Электромагнитные Струнные В весах механического типа разложение полной аэродинамической силы и момента осуществляется при помощи различных механизмов. Тензометрические методы измерения сил основаны на использовании упругих систем, деформации которых пропорциональны механическим напряжениям, а следовательно, силам и моментам, и определяются при помощи малогабаритных электрических тензометров. Тензодатчики позволяют получать электрические сигналы, величины которых являются простейшими функциями сил и моментов. В последние десятилетия получили дальнейшее развитие и распространение электромагнитные весы. В магнитной подвеске связь между моделью и динамометрическими устройствами осуществляется при помощи магнитного поля. В этом случае модель изготавливается из магнитного материала и подвешивается так, чтобы аэродинамические и гравитационные силы уравновешивались силами, создаваемыми электромагнитами. Управление ими, позволяет также изменять .углы атаки. При этом рабочая часть изготавливается из немагнитного материала. Ток в электромагнитных катушках, создающих магнитное поле, регулируется автоматически. Для измерения давления, температуры, теплового потока и некоторых других параметров используется телеметрия, т. е. внутри модели устанавливаются небольшие радиопередатчики, которые транслируют результаты измерений. Отсутствие в потоке державок и других подвесных устройств модели является весьма существенным преимуществом весов с электромагнитной подвеской. Именно это обстоятельство стимулирует в последние годы развитие таких систем. Регулярно обсуждению весов с магнитной системой подвески посвящаются специальные международные конференции. Другой разновидностью АВ электрического типа являются струнные весы. Они основаны на известной зависимости частоты от деформации, а следовательно, от сил и моментов. В этом случае на упругие элементы натягиваются две струны диаметром 0,03 мм и измеряется разность частот. Наличие линейной зависимости разности частот от деформаций позволяет получать электрические сигналы, пропорциональные силам и моментам, Преимущество весов такого типа – чрезвычайное быстродействие и малые габариты.
Продолжить чтение
Холодильные установки. Криогенные жидкости. Компрессоры
Холодильные установки. Криогенные жидкости. Компрессоры
Обратный цикл Карно Холодильная установка предназначена для передачи теплоты q2 от холодного источника Tх к горячему Тг. По II закону термодинамики это возможно только при затрате внешней работы l. Идеальным циклом холодильных машин является обратный цикл Карно: 1-2 – адиабатное расширение рабочего тела; 2-3 – изотермический подвод теплоты от холодного источника к рабочему телу; 3-4 – адиабатное сжатие рабочего тела; 4-1 – изотермический отвод теплоты к горячему источнику. s q1 q2 1 2 3 4 0 T Δs Тг Тх Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014 Холодильный коэффициент Запишем для цикла выражение I закона термодинамики q=q1-q2=l, так как изменение внутренней энергии для цикла Δu=u1-u1=0. Основной характеристикой обратного цикла является его холодильный коэффициент – доля теплоты, переданной от холодного источника к горячему, на единицу затраченной работы: . (1) Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Продолжить чтение