Рисунок конвекции: «ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ КОНВЕКЦИЯ ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ Опишите опыт, используя рисунок.». Скачать бесплатно и без регистрации.

Posted on by alexxlab

Содержание

Конструкция блока конвекции микроволновой печи

Что такое конвекция вообще? Для ответа на этот вопрос приведу слова из Википедии. «Конвекция  — явление переноса теплоты в жидкостях или газах, или сыпучих средах потоками вещества». Существует множество видов этого явления, все зависит от того, в какой среде и под воздействием чего оно возникает. Но, нас интересует только одна среда – это воздух, ведь в микроволновых печах используется именно этот вид конвекции. Поэтому подробнее остановимся только на нем. Конвекцию в воздухе можно разделить на два типа: естественная конвекция и принудительная. Примером естественной конвекции может служить работа обычной батареи отопления. Нагретый батареей воздух становится легче и устремляется вверх. Холодный воздух, будучи более тяжелым, под воздействием естественной силы тяжести, опускается вниз. Затем цикл повторяется, возникает своеобразная циркуляция. При таком типе конвекции, воздух в заданном объеме прогревается не равномерно. Ниже располагаются более холодные слои, выше более теплые.

Если перед такой батареей установить вентилятор, то получим пример принудительной конвекции. Вентилятор будет многократно перегонять воздух сквозь батарею, и перемешивать меду собой холодные и теплые слои. Температура воздуха в помещении станет более равномерной. На таком принципе и основана работа блока конвекции в микроволновой печи.

Устройства конвекции микроволновых печей могут иметь самые разные конструкции, все зависит от творческой мысли производителя, но всегда содержат три основных элемента – это:

  1. Нагревательный элемент в виде тэна.
  2. Вентилятор (турбина).
  3. Устройство контроля температуры.

Располагается блок конвекции, как правило, или над камерой печи, или на задней стенке. В качестве нагревательного элемента может служить как кварцевый нагреватель, так и обычный тэн. В некоторых моделях блок конвекции может не иметь своего нагревателя, а использовать вместо него тэн обычного гриля.

Крыльчатка вентилятора приводится в движение при помощи асинхронного двигателя малой мощности. Такой же двигатель используется в вентиляторе охлаждения магнетрона. В том случае, если блок конвекции расположен на задней стенке печи, может использоваться прямой привод, т. е. крыльчатка вентилятора располагается непосредственно на валу двигателя. Если же устройство конвекции расположено над камерой печи, то чаще всего применяется дистанционный привод крыльчатки, например посредством пассика. В тех моделях микроволновых печей, которые в качестве нагревателя используют тэны гриля, обычно, вместо вентилятора устанавливают нагнетатели воздуха типа «улитка». В таких нагнетателях используется низковольтный (обычно 12В.) двигатель постоянного тока. Применение двигателя такого типа, позволяет регулировать количество оборотов крыльчатки и таким образом управлять силой воздушного потока проходящего через нагреватели.

Управление двигателем и нагревательным элементом блока конвекции, осуществляется с помощью реле расположенных на панели управления. С панели управления задается и температура в камере печи.

Контроль температуры обеспечивает термодатчик (термопара), расположенный снаружи на одной из стенок камеры. Рабочая часть термодатчика входит внутрь камеры печи и нагревается до температуры воздуха внутри нее. Датчик выдает сигнал, который контролирует панель управления. Если температура в камере превысила заданную, то контроллер панели управления выключит реле управляющее нагревателем. Вентилятор, при этом продолжит работу. По мере падения температуры внутри камеры, опять же ориентируясь по сигналу термодатчика, контроллер включит реле управления нагревателем. Таким образом, происходит регулировка и стабилизация температуры в камере печи во время работы функции конвекции.

К сожалению, на данный момент я не располагаю достаточным количеством изображений для иллюстрирования всех примеров конструкции блока конвекции перечисленных выше, но для наглядного представления одного из вариантов, фото все же имеется.

Рисунок 1

На рисунке 1, изображена микроволновая печь с функцией конвекции. Блок конвекции у данной модели расположен сверху камеры печи. Основные детали блока обозначены цифрами.

  1. Шкив вентилятора.
  2. Резиновый пассик привода.
  3. Ограничительные подушки.
  4. Шкив двигателя привода с крыльчаткой.
  5. Выводы питания нагревательного элемента.
  6. Термодатчик.

Все элементы блока, кроме двигателя, расположены на многослойном, металлическом основании. Наружный слой основания выполнен из тонкого листа металла. Внутренний слой, так же металлический, но имеет зеркальную, теплоотражающую поверхность. Между этими слоями расположен теплоизолирующий слой из термостойкого материала. Такая конструкция способствует эффективной отдаче тепла от нагревательного элемента камере печи и одновременно препятствует нагреву наружной поверхности блока.

Рисунок 2

На рисунке 2, изображен уже снятый блок конвекции, на нем видно, что внутри блока имеется нагревательный элемент – тэн и крыльчатка. Крыльчатка внутри блока и шкив привода снаружи, закреплены на одном валу.

Эти элементы, в совокупности образуют своеобразную турбину. Для обеспечения максимально легкого вращения этой турбины, ее вал оснащен подшипником качения, который размещается в специальной обойме закрепленной на основании блока (Рисунок 3).

Рисунок 3

Двигатель привода вынесен в сторону и расположен над панелью управления. Для охлаждения двигателя, во время работы, его шкив оснащен крыльчаткой. Вращение от двигателя к турбине передается с помощью пассика. Такое расположение двигателя помогло конструкторам сделать печь более компактной. Применение прямого привода при таком расположении блока конвекции, конечно, упростило бы конструкцию, но в этом случае пришлось бы увеличить габариты печи в высоту или пожертвовать объемом камеры.

Верхняя стенка камеры содержит множество мелких отверстий, через которые нагретый тэном воздух турбиной нагнетается в камеру печи. Диаметр отверстий рассчитан таким образом, что эта перегородка хорошо пропускает воздушный поток и в то же время, не пропускает микроволны.

Датчик контроля температуры, представляет собой металлический, герметичный цилиндр, с фланцем крепления, разделяющим его на две части. Нижняя часть – рабочая, погружается внутрь камеры печи и верхняя часть с сигнальными проводами. В месте воздействия высокой температуры, сигнальные провода помещены в трубку из термостойкого материала. В данной модели микроволновой печи датчик размещен на верхней стенке камеры и крепится к поверхности одним винтом (Рисунок 4).

Рисунок 4

Для защиты механизма вращения от внешних механических воздействий, на поверхности блока размещены четыре ограничительные подушки. Если во время работы блока конвекции на печь поставить тяжелый предмет, например кастрюлю с супом, то наружный кожух печи, имеющий большую площадь, может прогнуться и тем самым помешать вращению турбины. Но, в данном случае благодаря резиновым подушкам этого не произойдет.

Для чего же нужна функция конвекции в микроволновых печах, и в каких случаях ею целесообразно воспользоваться? Всем известно, что в режиме Микроволны, продукты готовятся благодаря нагреву влаги, которую содержат сами продукты. Вода может нагреться только до 100 градусов, далее она закипает и испаряется. Следовательно, приготовление пищи в  режиме Микроволны происходит при температуре в 100 градусов и не более. Этого достаточно для того, что бы разогреть продукты или потушить, мясо или овощи. А, вот, что бы приготовить, скажем, курицу целиком или испечь в микроволновке пирожки, такой температуры не достаточно. Вот тут и приходит на выручку функция конвекции. Тэн блока конвекции способен прогреть воздух в камере печи до 200 градусов и выше. К тому же, с помощью панели управления, вы без труда, можете установить нужную вам температуру и время приготовления. Современные микроволновые печи позволяют использовать режим конвекции как отдельно, так и совместно с другими режимами, например: конвекция + микроволны. Такой функционал способствует более быстрому и качественному приготовлению пищи, а так же позволяет расширить сферу применения микроволновых печей в домашнем хозяйстве.

Исследование слоистой конвекции при неизотермической фильтрации солёной жидкости

Автор: Андрей Александрович Афанасьев

Организация: НИИ механики МГУ, Москва

Формирование порфировых месторождений цветных металлов связывают c образованием линз высококонцентрированных растворов соли [1]. При дегазации магматических очагов подобные линзы, содержащие в растворенном виде помимо соли также и цветные металлы, формируются на глубинах 1–2 км. Они находятся в условиях интенсивной конвекции воды, обусловленной высоким геотермическим градиентом, т.е. быстрым возрастанием температуры с глубиной. Если конвекция не размывает линзу, то создаются условия для формирования месторождения.

Для определения возможных условий существования линз рассмотрена нестационарная двухмерная задача фильтрации солёной жидкости в области (x,z)Î[0, L]´[0, H] (Рисунок), верхняя «открытая» граница которой z=0 соответствует поверхности Земли. На нижней границе z=H поддерживается повышенная температура (T), соответствующая заданному при t=0 линейному распределению T от z. При z<h концентрация соли (с) равна нулю, а при z³h она положительная константа. Предполагается, что плотность жидкости возрастает при уменьшении T или возрастании c. Таким образом, при t=0 имеется неустойчивая стратификации жидкости в областях z<h и z³h – плотность жидкости с глубиной z убывает, а при z=h плотность скачком возрастает.

В комплексе программ MUFITS [2] проведено прямое численное моделирование эволюции описанного распределения с учетом процессов теплопроводности, диффузии и механической дисперсии соли в пористой среде. Показано, что на начальном этапе развивается двухслойная конвекция с различными циркуляционными течениями в областях z<h и z³h [3], причем граница между жидкостями различной солености искривляется. Обнаружено два различных режима эволюции системы. При реализации первого режима конвективное течение полностью перемешивает жидкости различной солености, вынося соль через «открытую» границу z=0. Во втором режиме после начального переходного этапа, приводящего к незначительному перемешиванию жидкостей, система приходит к устойчивому положению равновесия, а конвекция прекращается. Причем, в области z³h сохраняются высокие значения концентрации. Первый и второй режимы определяют условия, при которых линза и месторождение не могут и, соответственно, могут образоваться.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант № 16-17-10199).

Рисунок: Распределение плотности жидкости; темными изолиниями показано распределение концентрации соли (с), а светлыми – температуры (T). Справа – начальные распределения T и c.

1. Afanasyev A., Blundy J., Melnik O., Sparks S. Formation of magmatic brine lenses via focused fluid-flow beneath volcanoes // Earth Planet. Sci. Lett. 2018. V.486. P.119–128.

2. Afanasyev A. MUFITS Reservoir Simulation Software. http://www.mufits.imec.msu.ru/

3. Griffiths R.W. Layered doubled convection in porous media // J. Fluid Mech. 1981. V.102. P.221–248.

Теплоотдача при свободной конвекции

Содержание:

Теплоотдача при свободной конвекции

  • Движение жидкостей в конкретной системе под действием неоднородных массовых сил, которые приложены к частицам жидкости в системе и вызваны внешними полями (гравитационными, магнитными, электрическими), называется свободным движением и свободной конвекцией.

Свободное движение под действием гравитационного поля в системе с неоднородным распределением Рисунок IX-1.Интерферограммы, которая течет вокруг вертикальной пластины при свободной конвекции. Расстояние от нижнего края пластины (в дюймах) (1 дюйм= 25,4 ll) равно рисунку[92J Распределение плотности жидкости*называется гравитационным свободным движением, или гравитационной свободной конвекцией[74].

Описание термодинамических систем, состоящих из огромного числа частиц, варьируется в зависимости от того, какая степень детализации принимается для выбора набора параметров. Людмила Фирмаль

Теплопередача, которая происходит, когда твердое тело обтекает твердое тело, через которое течет жидкость во время свободного движения, называется коэффициентом теплопередачи, когда жидкость движется свободно, или теплопередачей во время свободной конвекции. В этой главе термин»гравитация»опущен в следующем представлении, потому что передача тепла рассматривается только в естественной конвекции из-за силы тяжести.

  • Неравномерное распределение плотности может быть вызвано неравномерным распределением температуры, концентрацией компонентов в смеси или наличием фаз разной плотности. Рассмотрим процесс свободного перемещения вдоль вертикальной нагревательной пластины, которая находится в неограниченном пространстве, заполненном жидкостью.

В этих условиях, только тонкий слой жидкости движется вдоль пластины снизу вверх, и большая часть жидкости остается неподвижным. Если… Рисунок I. X-2, распределение температуры и скорости по толщине пограничного слоя 6 с естественной конвекцией вдоль вертикальной стенки Толщина движущегося слоя жидкости значительно меньше высоты пластины, поэтому его можно считать пограничным слоем.

Моделирование всякой физической системы подразумевает указание полного набора параметров, необходимого для описания всех её возможных состояний и наблюдаемых величин. Людмила Фирмаль

На рис. IX-1 показана интерферограмма * жидкости вдоль вертикальной нагревательной пластины. Черная линия-это изотермы. На рисунке показано расстояние от нижнего края пластины в дюймах (1 дюйм= 25,4 мм).На этом рисунке хорошо видно, как область ламинарного течения (изотермы, прямые линии) движения пограничного слоя постепенно становится турбулентной (изотермы, волнистые линии). На рис. IX-2 показано распределение скорости wx и температуры ft-Т-по толщине пограничного слоя b (где T-температура в любой точке пограничного слоя, а Tm-температура жидкости вне пограничного слоя).

Смотрите также:

Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection. description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}  

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings. AUTHOR}}  

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Конвективный тепло- и массообмен в жидкой сердцевине слитка

Конвективный тепло- и массообмен в жидкой сердцевине слитка

Конвективное перемещение металла в изложнице относится к одному из важнейших параметров, влияющих на интенсивность теплопередачи от перегретых объемов стали к границе затвердевания и определяет скорость продвижения фронта затвердевания, перераспределение индивидуальных кристаллов, распределение неметаллических включений в слитке и расположение ликвационных полос в нем.

Заливка металла в изложницу сопровождается турбулентным перемещением больших объемов жидкости, которое существует еще некоторое время после окончания процесса разливки. Поэтому объяснение процессов затвердевания стали только в рамках стационарной и нестационарной теплопередачи представляется практически невозможным, так как масса крупных слитков может достигать 200–400 т и более, а перегрев стали и конвективный теплоперенос к границе затвердевания сохраняются в них в течение нескольких часов.

Конвекция – это явление макроскопического уровня, при котором взаимодействуют слои теплоносителя с разными температурами, перемешиваемые потоками движущегося металла. Перенос вещества в потоках жидкостей может осуществляться в результате перемещения молекул (молекулярный перенос), а также макрочастиц из одной точки в другую (вихревой перенос). Конвективный перенос представляет собой совокупность этих двух видов переноса жидкости.

Теплопередача от движущихся потоков жидкой перегретой стали к границе затвердевания может происходить или под действием внешних сил, или благодаря разности плотностей жидкого металла, вызванной местным охлаждением в поле действия сил тяжести. В первом случае происходит теплообмен в условиях вынужденной конвекции, а во втором имеет место свободная конвекция. В процессе конвекции объемы среды стремятся переместиться к поверхности теплообмена и отдают ей тепло тем интенсивнее, чем больше скорость движения среды. Поэтому конвекция неразрывно связана с турбулентностью, а ее интенсивность определяется, прежде всего, интенсивностью потока теплоносителя.

В наиболее общем виде перемещение расплава в жидкой части слитка можно представить в виде схемы, приведенной на рис.3.2.

Рисунок 3.2 — Схема движения конвективных потоков в слитке спокойной стали в период роста зоны столбчатых кристаллов

Более холодный металл, расположенный у фронта затвердевания, опускается вниз из-за большей его плотности, а более горячий — по центру слитка поднимается вверх. Помимо процесса передачи тепла потоками жидкой стали в слитках имеет место массоперенос растворимых примесей и твердых частиц.

Весьма характерным является тот факт, что скорость потоков в начале затвердевания слитков не зависит от их массы. Последнее положение экспериментально установлено для слитков массой 0,2–40 т. Вместе с тем, интенсивность потоков с течением времени заметно снижается. Для слитков массой 8–40 т снижение примерно в 10 раз происходит через 1–2 часа.

В зависимости от структуры, формирующейся в ходе затвердевания, характер конвективных потоков может быть различным. В конечном счете, конвекция в объеме расплава вызывает взаимодействие потоков и образование зон, обогащенных примесями.

Для характеристики конвективной теплопередачи в слитках используют критерии Нуссельта(Nu), Пекле(Pe) и Прандтля(Pr):

При конвективном перемешивании жидких металлов Рr

В ламинарном потоке обычных жидкостей теплота в радиальном направлении, то есть в поперечном его сечении, передается теплопроводностью, а в турбулентном– теплопроводностью и конвекцией. В жидких металлах теплопроводность велика, и поэтому распределение температур существенно зависит от теплопроводности. При этом, имея ту же вязкость, что и многие жидкости, они обладают почти в 100 раз большей теплопроводностью, а количество теплоты, передаваемой по молекулярному и вихревому механизму, значительно больше, чем у других жидкостей. Поэтому обычные зависимости для коэффициентов теплоотдачи к расплавленным металлам применять нельзя.

Коэффициент теплоотдачи от жидкого металла к корке слитка при Pr

Коэффициент теплоотдачи в крупных слитках при свободной конвекции достигает 2,2-2,9 кДж/м2•с•К, при скорости перемещения жидкой стали 0,3-0,5 м/с.

При молекулярном переносе (ламинарный поток) имеет место лишь продольный перенос количества энергии, а также массы вещества, в то время как в турбулентном потоке существует не только продольный, но и поперечный перенос.

Процесс переноса в твердых и жидких металлах, находящихся в неподвижном состоянии, происходящий только под действием градиентов концентраций и температуры, определяется интенсивностью перемещения атомов диффундирующего вещества через атомы расплавленного металла. Среднее значение этих перемещений в жидком металле меньше, чем в твердом, и составляет порядка 60мкм. В твердом сплаве эти перемещения равны 300-500 мкм. Это связано с локальными флуктуациями плотности расплава, которые создают условия для перемещения не одного, а целых группировок атомов диффундирующих элементов.

Для разрушения связей атомов необходимо приложить определенную энергию, называемую энергией активации Е. Поэтому диффузия зависит от трех следующих главных параметров: прочности межатомных связей, величины свободного пространства между атомами и координационного числа. Чем больше энергия связи и меньше свободные объемы, тем меньше коэффициент диффузии D:

где D – коэффициент диффузии, м2•с; E – энергия активации, Дж/моль; Do – коэффициент, характеризующий атомную массу и плотность упаковки металла.

Коэффициенты диффузии для разных диффундирующих веществ в одном жидком металле значительно различаются, а влияние давления на процесс диффузии становится заметным лишь при очень высоких его значениях, поэтому последнее можно не учитывать.

Количество вещества G, прошедшее через площадь S за время t при постоянных температуре и давлении, пропорционально градиенту концентрации С (первый закон Фика):

Изменение концентрации вещества в единицу времени в определенной точке сечения слитка для одномерного случая определяется вторым законом Фика:

где D – коэффициент молекулярной диффузии, м2/с; – толщина пограничного слоя, м; С – разность концентраций вещества; S – площадь, м2; t – время, с.

Диффузионный пограничный слой представляет собой очень тонкий слой жидкости, прилегающий к поверхности раздела, в котором проявляется молекулярная диффузия и происходит резкое изменение концентрации вещества. Эффективная толщина этого пограничного слоя определяется из соотношения:

Каждому веществу, имеющему данное значение коэффициента диффузии, соответствует свой пограничный слой. В случае, когда диффундируют одновременно несколько веществ, при данных условиях размешивания существует несколько пограничных слоев.

При вихревой диффузии перенос вещества осуществляется макрочастицами (вихрями) и определяется турбулентностью потока. При этом возникает дополнительный поперечный перенос вещества в потоке, количество которого может быть определено из выражения:

где qв– удельный поток переносимого вещества кг/м2•с; – коэффициент турбулентной или вихревой диффузии, который не является постоянным, а зависит от гидродинамических параметров процесса, Eg — градиент концентрации вещества.

Суммарный перенос вещества за счет молекулярной диффузии определяется выражением:

Уравнение (3.10) решается методом конечных разностей.

Практическое применение рассмотренных выше формул возможно только при наличии информации о характере и интенсивности конвективных потоков в затвердевающем слитке.

Рисунок 3.3 — Изменение скорости перемещения конвективных потоков в 40-т слитке, измеренное методом введения радиоактивных изотопов

На рис.3.3 представлено изменение скорости конвективных потоков в 40-т слитке в зависимости от продолжительности затвердевания слитка по данным ввода радиоактивных изотопов. На начальном этапе затвердевания скорость конвективных потоков составляла свыше 0,3 м/с, а затем, по мере отвода теплоты перегрева, резко уменьшалась и через 50 мин составляла 0,03м/с. Через 130 мин скорость конвективных потоков была равна нулю, а через 150 мин снова повысилась до небольшого уровня. Возобновление конвективных потоков через 150 мин после начала затвердевания (после снятия перегрева), связано с движением осаждающихся кристаллов вдоль фронта затвердевания.



Обозначения на духовом шкафу (значки)


Современные духовки радуют своих хозяек обилием полезных режимов и функций. Но разобраться в них бывает не так уж просто, особенно когда приходиться читать не рекламные проспекты, а маленькие значки на панели управления. Пиктограммы вокруг поворотных ручек, на кнопках и даже на сенсорных экранах многочисленны и разнообразны – так что с первого раза все их не запомнить, и уж тем более не разобраться, что они обозначают. Конечно, стоит сперва ознакомиться с инструкцией к вашей модели духового шкафа, но порой и в ней может не оказаться ответа на этот простой вопрос.

Обозначения часто отличаются в зависимости от того, кокой тип управления реализован в той или иной модели. Поэтому разобьем их на группы по тому же принципу, чтобы было проще ориентироваться.

Механическая панель управления

Обычные поворотные ручки чаще всего встречаются на недорогих духовках с небольшим количеством режимов, а также на газовых моделях, поскольку и они не отличаются богатым функционалом. Число пиктограмм здесь обычно невелико и разобраться с ними будет проще. Легче всего сориентироваться с показателями таймера или терморегулятора, вокруг которого производитель незатейливо прописал температуру нагрева. С прочими иконками придется знакомиться.

Самые популярные обозначения:

  • «Лампочка» – включение подсветки в духовом шкафу для визуального контроля приготовления блюд.
  • «Снежинка» или «Снежинка с каплями» – размораживание продуктов.
  • Горизонтальная линия вверху пиктограммы, внизу или одновременно в двух частях квадрата – соответственно, нагрев верхним, нижним ТЭНом либо сразу обоими.
  • Если же линии нанесены пунктиром, это режим низкотемпературной или щадящей готовки при +70..+120 °С.
  • Символ вентилятора обозначает режим конвекции, то есть обдува камеры горячим воздухом. Как правило, дополняется линией положения рабочего ТЭНа.
  • Волнистая линия или зубчики символизируют гриль. Дополнительная горизонтальная полоска над значком – это режим быстрой готовки на гриле, а пиктограмма конвекции соответствует программе турбо-гриль.
  • Двусторонняя горизонтальная стрелка с парой дужек – вертел.

При использовании конвекции в духовом шкафу рекомендуется выбирать температуру нагрева на 20-40 °С меньше, чем в случае с обычными режимами.



Иногда на панелях духовых шкафов встречаются простые и узнаваемые символы режимов конкретных блюд, например, для выпечки пиццы, хлеба или кондитерских изделий. Здесь несложно догадаться о назначении выбранной опции, но ее характеристики (время приготовления и температуру нагрева) лучше уточнить в инструкции.

Электромеханика

Такая панель управления позволяет точнее устанавливать и контролировать режимы работы духового шкафа. Поэтому здесь используются свои значки – в гораздо большем количестве. И хотя у разных производителей может быть свой набор пиктограмм, крупные и наиболее популярные марки вроде Siemens, Bosch, Electrolux и Hotpoint-Ariston предпочли упростить задачу своим покупателям и придерживаются примерно одинаковой системы обозначений.

  • Горизонтальная линия с поднимающейся над ней волнистой «струйкой пара» (одной или тремя) – поддержка температуры готовых блюд на уровне +60..+100 °С.
  • Пирог в форме с тремя вертикальными волнистыми линиями – так называемый режим Гратен, позволяющий создавать коричневую запеченную корочку на поверхности блюд.
  • Те же три волны, но уже сами по себе, или иконка «Солнце» обозначают режим сушки.

Кроме этого на панелях многофункциональных духовых шкафов можно встретить значки, соответствующие таким режимам как: подогрев тарелок перед подачей, приготовление йогуртов и закваски («Стаканчик»), расстойка дрожжевого теста, стерилизация консервов.

Сегодня появилось довольно много дополнительных пиктограмм для различных режимов конвекции. Рядом с вентилятором могут быть такие обозначения:

  • LTC – медленное приготовление, благодаря которому большие запеченные куски мяса получаются сочнее.
  • Три капли – дополнительная обработка продуктов горячим паром.
  • «Листочек» – так называемый режим эко с минимальными затратами электроэнергии.

Сенсорный экран электронной ПУ

Светодиодные символы выглядят на экране такой панели симпатично и интригующе. А все потому, что их здесь может быть неограниченное количество, чем и пользуются производители, придумывая новые обозначения для внедряемых режимов готовки. Кроме того особенности работы сенсора позволяют выставлять для отдельных программ дополнительные опции, которые также высвечиваются в виде иконок.

  • «Часы» или две вертикальные полоски со стрелкой, направленной вправо,– указывают на то, что для выбранного режима можно задать время приготовления. Если стрелка отклонена влево, значит, от вас требуется установить время окончания работы духовки.
  • «Колокольчик» – звуковое оповещение об окончании работы программы и готовности блюда.

Количество всевозможных иконок на сенсорных панелях действительно велико, так что их расшифровку лучше уточнить в инструкции к конкретной модели духового шкафа. Первое время держите ее под рукой, заложив на нужной странице, вскоре вы освоитесь с новой техникой и сможете убрать «шпаргалку» к остальным документам.

Отдельно стоит рассмотреть пиктограммы духовых шкафов с функцией приготовления на пару. Обычно здесь используют 4 варианта:

  • Облачко с тремя черточками – влажный пар насыщенностью 100%.
  • Одна черточка и/или надпись Low – небольшая влажность в камере.
  • Две полосочки, «Med» – средний уровень парообразования, идеальный для выпечки.
  • Три черточки, «High» – интенсивное парообразование.

Значки на духовом шкафу помогают выбрать правильный режим приготовления для любого блюда. Поэтому не стоит их игнорировать, чтобы не разочаровываться в своей кухонной технике. Изучайте расшифровку пиктограмм и характеристики соответствующих программ. А когда вы познакомитесь со всеми основными функциями новой печи, никакие подсказки вам уже не понадобятся.


Портал Единой государственной системы информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО)

Информационная система включает в себя совокупность обобщенных аналитических материалов и данных по океанографии и состоянию морской среды прибрежно-морской зоны России в Японском море, представленных в виде табличных, графических и текстовых материалов. Она представляет собой интерактивную информационно-справочную систему с элементами динамического типа для работы в среде Интернет или автономно. Система позволяет обеспечить быстрый доступ к специально отобранной, хранимой на CD-диске, и другой оперативной или обобщенной справочной информации (через Интернет), рассредоточенной по различным источникам и поэтому ограниченной для широкого использования. Данный CD-ROM является одиннадцатым томом серии информационных продуктов ТОИ ДВО РАН под общим названием: «Информационные ресурсы ТОИ. Океанография» http://pacificinfo.ru/cdrom/, дополняющим раздел сайта http://pacificinfo.ru/climate/. Проектные решения по созданию данной системы разработаны в ходе работ ТОИ ДВО РАН в рамках реализации подпрограммы ФЦП 10 «Мировой океан» по созданию Единой государственной системы об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО) http://data.oceaninfo.ru/. В качестве информационной базы системы используются доступные результаты многолетних и продолжающихся фундаментальных и прикладных исследований, проводимых на акватории ТОИ, ТИГ, ИБМ ДВО РАН и другими организациями на акватории прибрежно-морской зоны России в Японском море. При составлении аналитических описаний по каждому из разделов системы и подборе готового к воспроизведению в электронном виде табличного и иллюстративного материала использовались опубликованные научные статьи, монографии и режимно-справочные пособия, перечень которых содержится в списке основных литературных источников.

Разработка и поэтапное наполнение системы проводится в рамках продолжающихся работ ТОИ по ЕСИМО при частичной поддержке инициативных и молодежных грантов ДВО РАН.

  • Цель и задачи проекта
  • Состояние проблемы
  • Авторы

Цель и задачи проекта

Прибрежная зона является тем промежуточным пространством, на котором соприкасаются ресурсодобывающие, транспортные и природоохранные виды деятельности, осуществляемые как в сфере национальной юрисдикции, так и за ее пределами. При этом оптимизация отношений пользователей природными ресурсами прибрежных зон имеет специфику в каждом регионе. Ее выявление — одна из задач продолжающихся научных исследований. В прибрежных зонах России важнейшим способом регулирования морской деятельности, включая рационализацию использования территориальных и акваториальных ресурсов этих зон, является реализация общей стратегии развития регионов и проектов комплексного управления прибрежными зонами (КУПЗ), способных обеспечить взаимообусловленное, сопряженное во времени и пространстве развитие всех составляющих морского хозяйства и связанных с ним производств, а также объектов непроизводственной сферы, расположенных в пределах прибрежья, при сохранении и улучшении качества природной среды и условий проживания населения (Бакланов П.Я., Михайличенко Ю.Г., Айбулатов Н.А. и др.). В ДВ регионе в плане научного обоснования и реализации подобных проектов активно участвует ряд институтов и организаций, в том числе, ТИГ, ИБМ и ТОИ ДВО РАН. В результате проводимых исследований установлено, что за последние десятилетия масштабы и последствия хозяйственной деятельности в регионе становятся соизмеримыми с результатами воздействия природных процессов на окружающую среду в масштабах столетий и даже превосходят их. Потенциальные экологические угрозы появляются в зонах разработки различных месторождений и транспортировки нефтегазоносных ресурсов, добычи строительных материалов, при эксплуатации портов и биоресурсов и др. Характерной в этом отношении является обостряющаяся экологическая проблема, связанная с переловом рыбных ресурсов в дальневосточном регионе, хищнический промысел ряда ценных гидробионтов, что привело к сокращению промысловых популяций и возникла необходимость их восстановления. Заметно возросло воздействие на экосистемы побережий туристической и рекреационной деятельности. Кроме того, именно с прибрежной зоной связывают также потенциально опасные тенденции глобальных климатических изменений. Возможное повышение уровня Мирового океана за счет таяния ледниковых шапок может привести к серьезным экологическим, социально-экономическим и даже политическим последствиям. А изменение температурного режима создает реальную угрозу деградации биоценозов (Адрианов А.В. и др.).

Таким образом, информация о состоянии и изменениях окружающей морской и прибрежной среды имеет жизненно-важное значение для экономики и населения прилегающих территорий и составляет необходимую основу для решения актуальных задач изучения природных и техногенных процессов, состояния и функционирования экологических систем и биологических сообществ, обеспечения безопасности и осуществления различных видов морской деятельности. Она необходима для разработки рекомендаций по рациональному природопользованию в условиях возрастающего антропогенного прессинга и изменений климата с точки зрения оптимизации различных видов деятельности человека, сохранения ресурсов, природных экосистем и прогнозирования тенденций важнейших процессов и явлений. Поэтому одним из важнейших компонентов программ изучения и освоения морских акваторий всегда являлись различные виды информационной поддержки как планируемых и проводимых исследований, так и соответствующих систем диагностики и прогнозирования, необходимых для выполнения экспертных оценок и принятия решений. Это требует интеграции больших объемов разнородных данных, применения эффективных методов мониторинга среды и анализа информации с использованием различных аналитических средств и моделей, разработки специализированных информационных продуктов и систем (ИС) для обобщения и распространения информационных ресурсов. Такая поддержка предполагает создание необходимой технологической основы доступа пользователей к ведомственным и другим распределенным информационным ресурсам, формирование информационных фондов и баз данных (БД) по морской среде, развитие систем мониторинга и усвоения данных наблюдений, создание информационно-справочных систем, баз знаний, совершенствование систем телекоммуникаций.

В последние годы в результате повсеместного использования вычислительной техники нового поколения, развития телекоммуникаций и применения новых информационных технологий (ИТ) решены многие важные проблемы накопления и интеграции массивов данных наблюдений, обеспечения доступа пользователей к этой информации и эффективного использования информационных ресурсов (ИР). Однако на действующих сайтах организаций ДВ региона информация о состоянии морской среды рассматриваемого региона по тематике проекта предоставляется только в виде метаданных, описаний проектов и кратких отчетов и обобщений, а ИС на компакт дисках разработаны и тиражируются только в ТОИ ДВО РАН (http://pacificinfo.ru/ ).

Особого внимания в плане контроля, мониторинга прибрежно-морской эколого-экономической зоны и соответствующего информационного обеспечения требуют комплексные оценки воздействия на окружающую среду строящихся объектов нефтеперегрузочного терминала нефтепроводной системы Сибирь — Тихий океан, новых судоремонтных предприятий, портовых сооружений, мостов и делового центра саммита АТЭС-2012.

На протяжении многих лет на акватории зал. Петра Великого и северной части Японского моря различными ведомствами проводились исследования экологии, состояния и загрязнения морской среды. В результате этих работ в фондах этих организаций, в том числе в ТОИ ДВО РАН, накоплен большой объем архивных данных наблюдений по тематике проекта, на основе которых были подготовлены многочисленные публикации. Отдельные результаты представлены в виде информационных, обзорных материалов и отдельных ИС на региональных Интернет сайтах. На фоне общего сокращения объема прибрежно-морских экспедиционных исследований ведомствами Росгидромета и рыбной отрасли, в ТОИ и институтах ДВО РАН эта деятельность существенно активизировалась в последние годы в связи с подготовкой и реализацией новых масштабных экономических проектов в ДВ регионе. Этими организациями здесь проводятся регулярные мониторинговые экспедиционные исследования гидролого-гидрохимических, биологических и экологических характеристик, наблюдения со льда и на прибрежных МЭС. Существенно возрос объем принимаемой спутниковой информации (ИАПУ). Однако значительные объемы поступающей информации по прибрежной зоне все еще рассредоточены между отдельными организациями, лабораториями и владельцами. Как следствие, эффективность сложившейся инфраструктуры накопления, систематизации и распространения данных и информации в предметной области в целом остается низкой, а информационные ресурсы и результаты исследований — малодоступными для потенциальных пользователей.

Таким образом, своевременное и эффективное предоставление электронного доступа к соответствующим данным наблюдений, информации о состоянии морской среды и результатам научных исследований на основе современных ИТ как для поддержки продолжающихся исследований, так и обеспечения различных видов морской и природопользовательской деятельности является важной и актуальной задачей. Проблема, с одной стороны, требует решения самостоятельных задач интеграции распределенных ведомственных информационных ресурсов и наблюдательных систем, которые уже решаются в ТОИ в рамках ФЦП «Мировой океан», а с другой – разработки проблемно-ориентированных приложений БД и ИС. Возможности удаленного доступа к этим ресурсам с применением современных web-ориентированных сетевых технологий выводят взаимодействие поставщиков и потребителей ИР на другой, более высокий уровень, обеспечивая количественное и качественное развитие информационного обеспечения пользователей данными и информационной продукцией. Общей целью работ по данному проекту является проектирование и разработка комплексной ИС под рабочим названием «Природопользование, состояние и тенденции изменений морской среды прибрежных районов России в Японском море». Приоритетная область применения разработки – информационная поддержка научных исследований и морского природопользования для реализации программ комплексного управления прибрежной зоной (КУПЗ) Приморского края (Японское море) в целях обеспечения устойчивого регионального развития. Информационная система предназначена для работы в среде Интернет или автономно. Она должна состоять из периодически обновляемого информационного раздела и блока представления данных и обобщенных результатов исследований климата, состояния морской среды и биоресурсов, оценки изменений природных процессов и антропогенных воздействия для обеспечения действующих и разрабатываемых программ КУПЗ (на примере Приморского края) и других видов деятельности. Информационный раздел должен включать архивные данные и обобщенные сведения по региону в предметной области. Необходимые информационные ресурсы уже имеются, обрабатываются и формируются параллельно с выполнением данного проекта. Блок анализа и представления данных регулярных, эпизодических и специально ориентированных полидисциплинарных исследований морской среды прибрежной зоны и прилегающих акваторий должен обеспечить представление доступной, обновляемой информации о природных процессах, состоянии и характеристиках морской среды. Он должен основываться на использовании результатов действующих ведомственных наблюдательных программ и систем и пополняться на постоянной основе данными, поступающими в задержанном и оперативном режимах.

Программное обеспечение разрабатывается в среду ОС Windows и на языках программирования PHP 5, HTML, JAVA и c учетом стандартов web-сервисов, поддерживаемых открытыми технологиями (XML, SOAP, UDDI, WSDL), и оформляется в виде портлетного приложения для последующей интеграции в портал ЕСИМО http://data. oceaninfo.ru/.

Состояние проблемы

Концепция КУПЗ достаточно подробно разработана в научно-методическом плане и все больше применяется как управленческий инструмент в процессе ППР для достижения устойчивого развития Приморского края. В рамках этой концепции рассмотрение социальных, экономических и экологических параметров территории проводится в едином комплексе. Причем важность учета экологических факторов и экологической безопасности просматривается во всех перечисленных группах.

Природопользовательская деятельность, связанная с эксплуатацией объектов и структур морехозяйственного комплекса, с одной стороны, требует всестороннего учета воздействия природных явлений, тенденций глобальных климатических изменений и антропогенных факторов, с другой – обостряет экологические проблемы защиты окружающей прибрежно-морской окружающей среды, геосистем, сохранения среды обитания и биоразнообразия.

Из-за негативных воздействий антропогенных факторов экологическая ситуация прибрежной зоны Приморья продолжает ухудшаться, что сказывается в тенденциях изменений показателей качества среды, состояния морских экосистем, биоресурсов и природных комплексов. Для выявления неблагополучных районов, зон экологического бедствия и зон чрезвычайных экологических ситуаций разработана система оценки этих показателей по основным химическим и биологическим критериям на основе анализа и обобщения результатов многолетних наблюдений.

Существующая система информационного обеспечения морской деятельности и природопользования в регионе несовершенна из-за ограничений в возможности использования, полноты и качества информационных ресурсов. Эффективность применения сложившейся инфраструктуры в регионе в целом все еще остается невысокой, а отдельные категории информационных ресурсов, особенно вне области гидрометеорологии – малодоступными для целевого или коллективного использования.

Состав, объемы и принадлежность имеющихся ИР в регионе по тематике проекта определяются сферой деятельности и полномочиями научно-производственных, природоохранных организаций, НИИ, вузов и надзорных органов различных ведомств. Наиболее полной по составу и длительности рядов относительно регулярных наблюдений информацией о поступлении загрязняющих веществ, гидрохимических характеристиках и степени загрязнения акваторий, донных осадков и гидробионтов располагают Сахалинское УГМС, Приморское УГМС и ДВНИГМИ. По состоянию биологических ресурсов – ТИНРО и ВНИРО, по биоразнообразию, динамике морских экосистем и геосистем – ИБМ, ТОИ и ТИГ ДВО РАН.

Эффективный механизм интеграции ресурсов ведомственных информационных систем для практического использования разнородных, рассредоточенных данных и обобщенной информации в задачах обеспечения различных видов морской природопользовательской деятельности еще не создан, а его элементы далеки от совершенства.

Авторы

Руководитель работ по проекту: Ростов Игорь Дмитриевич, зав. лаб. информатики и мониторинга океана ТОИ ДВО РАН ([email protected])

Основными авторами использованных текстовых, табличных и графических материалов тематических разделов информационной системы являются:

  • ТОИ ДВО РАН — Рудых Н.И., Лучин В.А, Юрасов Г.И., Жабин И.А., Тихомирова Е.А., Тищенко П.Я., Жадан П.М., Фищенко В.К., Мишуков В.Ф., Полякова А.М., Гайко Л.А.
  • ТИГ ДВО РАН – Бакланов П.Я., Арзамасцев И.С., Шулькин В.М., Кондратьев И. И.
  • ИБМ ДВО РАН – Адрианов А.В., Соколовский А.С., Звягинцев А.Ю., Лутаенко К.А.
  • ДВНИГМИ – Рыков Н.А., Круц А.А.
  • ТИНРО-центр – Зуенко Ю.И., Огородникова А.А.

Проектирование и разработка программной оболочки CD-ROM, создание web страниц, дизайн и размещение на сайте выполнены Ростовым В.И., лаб. анализа океанологической информации ТОИ ([email protected] ).

Ссылки на авторские публикации, иллюстрации и таблицы приведены непосредственно в web файлах.

Конвекция – Лаборатория формирования и контроля моделей

Когда физические системы далеки от равновесия, они часто создают сложные структуры (паттерны), которые могут быть апериодическими как в пространстве, так и во времени. Примеры систем формирования паттернов включают лазеры, сердечные ткани и планетарные атмосферы. Сегодня можно измерить динамическое поведение этих систем с высоким пространственным и временным разрешением. Однако характеристика результирующих наборов данных по-прежнему сопряжена со значительными проблемами. Исторически наша группа использовала различные методы описания паттернов для анализа пространственно-временных хаотических данных из экспериментов по конвекции Рэлея-Бенара (RBC).

 

Конвекция Рэлея-Бенара является парадигмой в изучении систем формирования паттернов. Наша экспериментальная реализация состоит из камеры давления, содержащей тонкий слой сжатого газа, который охлаждается сверху и нагревается снизу (см. левое изображение ниже). Когда разница температур ΔT по газу превышает критическое значение, жидкость начинает течь.Это визуализируется с помощью теневой фотографии (см. правильное изображение ниже), которая использует температурную зависимость показателя преломления газа. При небольшой разнице температур система образует ряд параллельных конвекционных валов. По мере того, как разница температур увеличивается, что отдаляет систему от равновесия, модели конвекции становятся все более сложными. В конце концов, система достигает состояния, известного как хаос спиральных дефектов, показанный на видео внизу страницы.

 

 

Полученные изображения могут быть проанализированы, чтобы ответить на множество вопросов о конвективных потоках. Эти наборы данных могут быть огромными, иногда содержащими миллионы изображений, поэтому их необходимо анализировать с использованием больших компьютерных кластеров, таких как кластер PACE Технологического института Джорджии, и параллельных алгоритмов. В прошлом мы использовали традиционные методы, такие как разложение Карунена-Лоэва (анализ основных компонентов) и анализ Фурье, чтобы охарактеризовать закономерности конвекции.Совсем недавно мы добавили в этот набор инструментов алгебраическую топологию (гомологию) и использовали ее, чтобы показать, как возникают асимметрии между холодными и горячими течениями в результате температурной зависимости параметров жидкости. В нашей текущей работе мы изучаем постоянную гомологию как общий инструмент для выполнения уменьшения размерности и получения динамического понимания.

 

 

шаблонов стр. 1

шаблонов стр. 1

Даже ниже точки неустойчивости пространственно-однородного состояния проводимости есть флуктуирующие участки конвекционных валов, которые вызываются тепловым шумом (левое изображение), но они едва разрешаются современными методами визуализации потока.Однако их анализ Фурье дает пространственный спектр мощности (правое изображение), который ясно показывает характерное волновое число (радиус кольца) и показывает, что система Рэлея-Бенара изотропна в плоскости (т. е. нет предпочтительного направления, а скорее однородное кольцо в пространстве Фурье).

Из M. Wu, G. Ahlers и D.S. Cannell, Phys. Преподобный Летт. 75, 1743 (1995).

Естественная форма конвекции Рэлея-Бенара непосредственно над началом состоит из прямых валов.Этот образец был получен в ячейке с равномерным интервалом в центральной части, которая показана.

На больших радиусах имелся радиальный наклон расстояния, который постепенно уменьшал амплитуду конвекции до нуля.
От К.М.С. Bajaj, N. Mukolobwiez, N. Currier, and G. Ahlers, Phys. Преподобный Летт. 83, 5282 (1999).

Когда ячейка имеет обычную жесткую боковую стенку, прямолинейный рисунок внутри образует дефекты вблизи стенки, поскольку оси валков имеют тенденцию заканчиваться перпендикулярно стенке.

Из Y.Hu, R. Ecke и G. Ahlers, Phys. Ред. Е 48, 4399 (1993).

Когда свойства жидкости значительно изменяются из-за разницы температур, в начале конвекции возникают шестиугольники. Обратите внимание на идеальный, бездефектный порядок шестиугольников этого очень большого узора! Этот пример был получен с диоксидом углерода под давлением в качестве жидкости.

Из E. Bodenschatz, J.R. de Bruyn, G. Ahlers и D.S. Cannell, Phys. Преподобный Летт. 67, 3078 (1991).

Если вы хотите увидеть шестиугольники более подробно, перейдите на Шестиугольники возле начала

Шестиугольники могут возникать и при конвекции более необычных жидкостей.

Вот пример использования нематического жидкого кристалла 5CB.
Из L. Thomas, W. Pesch и G. Ahlers, Phys. Ред. Е, 58, 5884 (1998).

Поток в центре ячеек, составляющих шестиугольную решетку, может быть восходящим или нисходящим, в зависимости от конкретных свойств жидкости. Вот пример из двухфазной конвекции, где граница раздела фаз может находиться либо вблизи верхней, либо вблизи нижней части образца.

Из книги Г. Алерса в книге «Формирование узоров в жидких кристаллах» под редакцией Л.Крамер и А. Бука (Springer, 1996).

Концентрические валы и гигантские спирали с одним или несколькими ответвлениями также могут стабилизироваться вблизи начала конвекции, когда боковые границы обеспечивают вблизи них небольшой горизонтальный температурный градиент. Каждый спиральный рукав заканчивается на внешнем конце дефектом. Спирали медленно вращаются.

Из E. Bodenschatz, J.R. de Bruyn, G. Ahlers и D.S. Cannell, Phys. Преподобный Летт. 67, 3078 (1991).

Рулоны и шестиугольники — не единственные узоры, обнаруживаемые в начале конвекции.Этот образец квадратов был получен с использованием смеси этанола и воды в качестве жидкости.

Из M.A. Dominguez-Lerma, G. Ahlers и D.S. Cannell, Phys. Ред. Е. 52, 6159 (1995).

Было неожиданностью обнаружить, что квадраты также появляются в начале конвекции чистой жидкости, когда устройство вращается вокруг вертикальной оси. Этот пример был получен с использованием аргона под давлением.

От К.М.С. Bajaj, J. Liu, B. Naberhuis, and G. Ahlers, Phys. Преподобный Летт. 81, 806 (1998).
Домой — О нас — Новости — Члены — Выпускники — Формирование узора — Критические явления — Последние публикации — Соавторы Квантовый институт — Физический факультет — Калифорнийский университет в Санта-Барбаре

Тепловая конвекция: закономерности, эволюция и стабильность

Предисловие .

Благодарности .

1 Уравнения, общие понятия и методы анализа.

1.1 Формирование паттернов и нелинейная динамика.

1.2 Уравнения Навье–Стокса.

1.3 Энергетическое равенство и диссипативные структуры.

1.4 Устойчивость потока, бифуркации и переход к хаосу.

1.5 Анализ линейной устойчивости: принципы и методы.

1.6 Теория энергетической устойчивости.

1.7 Численное интегрирование уравнений Навье–Стокса.

1.8 Некоторые универсальные свойства хаотических состояний.

1.9 Уравнения Максвелла.

2 Классические модели, характеристические числа и аргументы масштабирования.

2.1 Плавучая конвекция и модель Буссинеска.

2.2 Конвекция в космосе.

2.3 Поток Марангони.

2.4 Точные решения уравнений Навье–Стокса для тепловых задач.

2.5 Режимы проводящего, переходного и пограничного слоев.

3 Примеры конвекции теплоносителя и формирования узоров в природе и технике.

3.1 Технологические процессы: малогабаритные лабораторные и промышленные установки.

3.2 Примеры конвекции термальной жидкости и формирования узоров на мезоуровне.

3.3 Планетарная структура и динамика: конвективные явления.

3.4 Атмосферные и океанические явления.

4 Термогравитационная конвекция: проблема Рэлея–Бенара.

4.1 Неограниченные слои жидкости и идеальные прямые валки.

4.2 Воздушный шар Буссе.

4.3 Некоторые соображения о роли динамики дислокаций.

4.4 Третичный и четвертичный способы конвекции.

4.5 Конвекция со спицами.

4.6 Спиральный дефект Хаос, шестиугольники и квадраты.

4.7 Конвекция с боковыми стенками.

4.8 Двумерные модели.

4.9 Трехмерные параллелепипедные корпуса: классификация решений и возможные симметрии.

4.10 Круговая цилиндрическая задача.

4.11 Спирали: генезис, свойства и динамика.

4.12 От спиралей к SDC: проблема масштабного хаоса.

4.13 Трехмерная конвекция в сферической оболочке.

5 Динамика тепловых потоков и связанных с ними режимов движения.

5.1 Введение.

5.2 Свободные режимы шлейфа.

5.3 Маховик: «Ветер» турбулентности.

5.4 Многоплюмовые конфигурации, возникающие из дискретных источников плавучести.

6 Системы с боковым обогревом: поток Хэдли.

6.1 Бесконечный горизонтальный слой.

6.2 Двумерные горизонтальные корпуса.

6.3 Бесконечный вертикальный слой: паттерны «кошачий глаз» и температурные волны.

6.4 Трехмерные параллелепипедные корпуса.

6.5 Цилиндрическая геометрия при различных условиях нагрева.

7 Термогравитационная конвекция в наклонных системах.

7.1 Наклонно-слоистая конвекция.

7.2 Наклонные прорези с боковым подогревом.

8 Термовибрационная конвекция.

8.1 Уравнения и соответствующие параметры.

8.2 Декомпозиция полей.

8.3 Искажения TFD.

8.4 Высокие частоты и термовибрационная теория.

8.5 Состояния квазиравновесия и связанная с ними устойчивость.

8.6 Первичные и вторичные модели симметрии.

8.7 Средние и низкие частоты: возможные режимы и схемы течения.

9 Конвекция Марангони–Бенара.

9.1 Введение.

9.2 Жидкости с большим числом Прандтля: модели с шестиугольниками, квадратами и треугольниками.

9.3 Жидкие металлы: перевернутые шестиугольники и решения высокого порядка.

9.4 Эффекты бокового удержания.

9.5 Наклон температурного градиента.

10 Термокапиллярная конвекция.

10.1 Основные характеристики стационарной конвекции Марангони.

10.2 Стационарные многоклеточные течения и гидротермальные волны.

10.3 Кольцевые конфигурации.

10.4 Жидкий мост.

11 Смешанная плавучесть – конвекция Марангони.

11.1 Каноническая проблема: бесконечный горизонтальный слой.

11.2 Системы конечных размеров, заполненные жидкими металлами.

11.3 Типичные наземные лабораторные эксперименты с прозрачными жидкостями.

11.4 Прямоугольный слой жидкости.

11.5 Эффекты, исходящие от стен.

11.6 Открытая вертикальная полость.

11.7 Кольцевой бассейн.

11.8 Жидкий мост на земле.

12 гибридных режимов с вибрациями.

12.1 RB Конвекция с вертикальным встряхиванием.

12.2 Комплексный порядок, квазипериодические кристаллы и сверхрешетки.

12.3 RB Конвекция с горизонтальным или наклонным встряхиванием.

12.4 Системы с боковым нагревом и параметрические резонансы.

12.5 Контроль термогравитационной конвекции.

12.6 Смешанная конвекция Марангони–Термовибрационная.

12.7 Модуляция конвекции Марангони-Бенара.

13 Управление потоком с помощью магнитных полей.

13.1 Статические и однородные магнитные поля.

13.2 История развития и текущее состояние.

13.3 Вращающиеся магнитные поля.

13.4 Градиенты магнитных полей и виртуальная микрогравитация.

Ссылки .

Индекс .

Изменение режима конвекции в мантии Земли и дрейф континентов: свидетельство холодного происхождения Земли

Смещения континентов на тысячи километров указывают на характер течения в мантии аналогичных размеров. Поскольку ползучесть экспоненциально зависит от температуры и известно, что температура земной коры быстро возрастает с глубиной, мы можем в этом контексте предположить, что мантия имеет резкий переход между жесткой корой и жидкой мантией на глубине от 50 до 100 км.Недавно были определены коэффициенты тессеральных гармоник геопотенциала по спутниковым наблюдениям. Эти отклонения от гидростатического равновесия, по-видимому, вызваны течением в мантии, поскольку с помощью этих коэффициентов можно вычислить силу сцепления, оказываемую течением на земную кору, принимая уравнения Навье-Стокса, и полученная картина хорошо согласуется с общемировой тектонической тенденцией. Особенности. Восходящий поток связан с Восточно-Тихоокеанским поднятием, Срединно-Атлантическим хребтом и Срединно-Индийским поднятием.Нисходящие течения совпадают с Андами, Альпами и Японским желобом. Сильная пятая гармоника спутниковых гравиметрических данных свидетельствует о том, что в настоящее время формируется картина течения такого порядка. С другой стороны, континентальные реконструкции до дрейфа Вегенера предполагают наличие сильной четвертой гармоники в картине течения. Теория предельной устойчивости при тепловой конвекции, обсуждаемая С. Чандрасекаром, показывает, что конвекция в сферической оболочке в однородном радиальном гравитационном поле дает критическое отношение радиусов внутренней поверхности к внешней (tj), при котором пятый порядок равен скорее разовьется, чем четвертый как 0*54.Близость этого значения к нынешнему значению 0*55 дает ключ к самой загадочной особенности дрейфа континентов; что это должно было произойти в последние 5 % истории Земли. Х. К. Юри предположил, что в соответствии с аккреционной теорией происхождения Земли разделение железа по направлению к центру могло происходить постепенно в течение жизни Земли. Рост ядра от 0*54 до 0—55 за последние 100—200 млн лет не противоречит известной скорости изменения продолжительности дня.Такое объяснение течения конвекцией и изменением степени течения в результате роста ядра предполагает более ранние эпохи смещений континентов, которые идентифицируются пиками на гистограммах радиометрических возрастов различных континентов. Полученный таким образом закон роста ядра объясняет, почему так мало найдено пород старше 3000 млн лет.

Конвекция | Управление климата Северной Каролины

Конвекция — это передача тепла посредством движения жидкостей и газов.

Какое мне дело?   Конвекция иногда является причиной образования гроз, и эти грозы летом могут стать причиной обильных дождей для производителей. Конвекция также способствует эффекту охлаждения ветром, что может представлять опасность для людей, работающих на улице в холодные ветреные дни.

Я уже должен быть знаком с : Температура

 


Рисунок A. Термическое формование и подъем.(Изображение из Университета Северного Вермонта)

Конвекция — это передача тепла из более теплой области в более холодную путем перемещения теплой жидкости или газа из нагретой области в ненагретую. В кипящем котле с водой горячая вода со дна горшка поднимается на поверхность, что приводит к появлению пузырьков нагретой воды, а иногда и пара, видимого на поверхности. В метеорологии конвекцию часто связывают с подъемом воздуха и облаков, а иногда и с грозами. Поднимающийся воздух охлаждается по мере того, как достигает более низкого давления, и может достичь точки, в которой водяной пар в воздухе конденсируется и образует облака.Эти восходящие столбы воздуха называются «термиками». Над этими восходящими столбами воздуха часто образуются кучевые облака хорошей погоды. Иногда грозы могут образовываться там, где много водяного пара и нагрева. Возможно, вы слышали, как метеоролог по телевидению упомянул дневную конвекцию, приводящую к грозам в жаркие летние дни.


Рисунок B. Подъем и опускание воздуха возле обогревателя.

 

Конвекция не ограничивается только метеорологией. На самом деле, многие из наших повседневных действий включают или наблюдают конвекцию.Например, если вы пьете кофе (или любой другой горячий напиток), вы можете заметить пар, поднимающийся от вашего горячего напитка. В этом случае мы можем визуально наблюдать конвекцию, когда пар передает тепло воздуху. Другим примером может быть обогреватель зимой. Обогреватель выпускает теплый воздух, который поднимается вверх по комнате (рис. B). Теплый воздух в конечном итоге остынет и опустится на дно комнаты, а затем снова попадет в обогреватель. Со временем этот процесс будет нагревать и перемешивать воздух, пока нагреватель остается включенным.

 

 

Какое отношение это имеет к сельскому хозяйству?


Рисунок C: Табак дымовой сушки (Изображение от Бриджит Ласситер)

 

 

Конвекция отвечает за многие естественные процессы, которые мы наблюдаем в природе каждый день. Например, конвекция может воздействовать на слои тумана, которые часто наблюдаются прохладным осенним утром, когда воздух у поверхности теплее, чем атмосферный воздух выше. Дым, поднимающийся от огня, также может указывать на наличие токов проводимости, когда нагретый воздух поднимается вверх.Кроме того, старые табачные амбары дымовой сушки работали по принципу конвекции, когда нагретый воздух из табака поднимался по воздуху, чтобы высушить висящий табак (рис. C). Конвекция воздуха также является фактором охлаждения теплых тел зимой, когда холодный воздух соприкасается с кожей, а тепло отводится конвекцией, что может привести к переохлаждению и обморожению при сильном ветре.

 

Хотите узнать больше? Проводимость, излучение

 

Ссылки на национальные стандарты естественнонаучного образования:

Естественные науки 5-го класса: 5.P.3.1: Объясните эффекты передачи тепла (при прямом контакте или на расстоянии), которая происходит между объектами при разных температурах. (проводимость, конвекция или излучение).

Естествознание 7-го класса:  7.E.1.5 : Объясните влияние конвекции, глобальных ветров и струйных течений на погодные и климатические условия.

Науки о Земле: EEn.1.1.4 : Объясните, как поступающая солнечная энергия делает возможной жизнь на Земле. (добавочный номер)

Физические науки:  PSc.3.1.1: объяснить тепловую энергию и ее перенос.

 

Упражнения, сопровождающие приведенную выше информацию:

Упражнение:   Конвекция. Моделирование движения воздуха   (ссылка на исходное задание).

Инструкции по настройке для учителя

Упражнение для учащихся: документ в формате pdf документ в формате Word

Описание: В этом упражнении показано, как течения движутся в воде с использованием пищевого красителя, горячей и холодной воды. Это моделирует, как воздух может действовать как жидкость. Студенты полностью поймут процесс конвекции и то, как тепло передается посредством этого процесса.

Отношения к темам: Конвекция, общая циркуляция атмосферы, циркуляции океана

Activity: Событие конвекции

Описание: Эта деятельность представляет собой демонстрацию конвекции и потенциально водяных токов, которые должны проводится перед учащимися, чтобы учащиеся могли подумать о том, что происходит во время этого занятия. Вначале действие не полностью объясняется учащимся, а вместо этого ставится перед ними, чтобы создать мысль.Эта деятельность может быть открытием для передачи тепла посредством конвекции.

Отношения к темам: Конвекция, океанская циркуляция

8

Activity:

Energy WebQuest

Студенческая деятельность: PDF Документ, документ Word

Описание: В этой деятельности студенты просматривают несколько сайтов, которые ходить их через слои атмосферы и перенос энергии в атмосфере.

Отношения к темам: Структура атмосферы, проводимость, конвекция, излучение

Атмосферная конвекция: ячейки Хэдли | ЗЕМЛЯ 111: Вода: наука и общество

Атмосферная конвекция: клетки Хэдли

Существует второй, более масштабный эффект, который также играет ключевую роль в глобальном распределении осадков и испарения.Принципиально эти закономерности также объясняются подъемом и опусканием, охлаждением и нагреванием воздушных масс — как и в случае с орографическим эффектом, — но в этом случае их движение является результатом атмосферной конвекции, а не переноса по рельефу.

Как вы видели, на Земле существуют регулярные климатические полосы и полосы осадков – широты, где обычно встречается большая часть земных тропических и температурных тропических лесов, пустынь, полярных пустынь (также известных как тундра).Эта глобальная картина, наряду с преобладающими глобальными моделями ветра и траекториями штормов, обусловлена ​​атмосферной конвекцией.
Все начинается с солнечной радиации. Из-за кривизны Земли тропики (между 23,5° северной и южной широты) получают в среднем больший поток солнечной радиации на единицу площади, чем более высокие широты. Поскольку ось Земли наклонена, летом в Северном полушарии пиковый приток солнечной радиации приходится на 23,5° северной широты. Летом в Южном полушарии максимум приходится на 23.5° ю.ш. (Кстати, эти широты определяют тропики Рака и Козерога.) Ежегодно наибольший поток солнечной энергии на единицу площади приходится на экватор, как показано ниже.

В результате воздух вокруг экватора становится самым теплым. Он также удерживает довольно много воды — исходя из того факта, что, как вы видели выше, теплый воздух имеет более высокую способность переносить влагу.

Видеообзор: Глобальная атмосферная циркуляция (2:24)

Уделите несколько минут просмотру видео ниже, которое поможет вам немного лучше понять глобальную циркуляцию.

Глобальная атмосферная циркуляция

Нажмите здесь, чтобы просмотреть расшифровку видео о глобальной атмосферной циркуляции

В этой анимации мы рассмотрим глобальные модели ветра и поговорим о причинах, по которым воздух циркулирует именно так, а также о моделях подъема и опускания воздуха и о том, как это связано с осадками. Я думаю, вы могли бы сказать, что двигателем, который приводит все это в действие, является интенсивный нагрев Солнцем, который происходит только в областях экватора, где солнце светит под очень большим углом падения, и этот горячий воздух вблизи экватора менее плотный. Поднимается вверх.Она поднимается вверх, собирается двигаться к полюсам, а затем постепенно опускается примерно на 30 градусов северной и южной широты. Таким образом, мы создаем эти большие вращающиеся круги воздуха, которые мы называем ячейками Хэдли, около экватора, где воздух поднимается, он теряет способность удерживать влагу, и вы получаете полосу сильных осадков и низкого давления, потому что воздух покидает экватор, где воздух тонет. В них он проходит под углом около 30 градусов к северу и югу, вы получаете опускающийся воздух под высоким давлением, который создает области чистого неба и пустынного климата, поскольку этот воздух циркулирует и пытается течь обратно к экватору вдоль поверхности земли или как некоторые из них. он направляется к Северному полюсу или к Южному полюсу.Эффект Кориолиса, вращение Земли, заставляет ее изгибаться и поворачиваться, и это создаст слишком большие пояса ветров, которые преобладают на нашей Земле, два из трех пассатов, северо-северо-восточные пассаты и юго-восточные пассаты, а затем преобладают западные направления. Теперь эти ветры изгибаются так, как они делают, из-за эффекта Кориолиса, ветры изгибаются вправо от своего пути к северу от экватора, они изгибаются влево от своего прошлого к югу от экватора, и в конечном итоге они текут с востока на восток. запад или с запада на восток.Теперь другим важным фактором является то, что происходит на полюсах. На полюсах воздух холодный, и холодный воздух хочет опуститься, и когда этот холодный полярный воздух опускается, он направляется к экватору и сталкивается с этим воздухом, направляясь к полюсу здесь и к Южному полюсу здесь, и создает область восходящего потока. воздух и снова поднимающийся воздух образуют пояса с большим количеством осадков примерно на 60 градусах северной и примерно на 60 градусах южной широты. На самих избирательных участках осадки довольно скромные, потому что воздух опускается, что создает малое количество осадков.

Кредит: Кит Мелдал

Атмосферная конвекция: ячейки Хэдли

Для инструктора

Эти материалы для учащихся дополнить Наука о воде и общество Инструкторские материалы. Если вы хотите, чтобы ваши ученики имели доступ к учебным материалам, мы предлагаем вам либо укажите их на студенческую версию который опускает обрамляющие страницы с информацией, предназначенной для факультет (и этот ящик). Или вы можете скачать эти страницы в нескольких форматах которые вы можете включить на веб-сайт своего курса или в локальную систему управления обучением.Узнайте больше об использовании, изменение и обмен учебными материалами InTeGrate.

Существует второй, более масштабный эффект, который также играет ключевую роль в глобальном распределении осадков и испарения. Принципиально эти закономерности также объясняются подъемом и опусканием, охлаждением и нагреванием воздушных масс — как и в случае с орографическим эффектом, — но в этом случае их движение является результатом атмосферной конвекции, а не переноса по рельефу.

Как вы видели, на Земле существуют регулярные климатические полосы и полосы осадков – широты, где обычно встречается большая часть земных тропических и температурных тропических лесов, пустынь, полярных пустынь (также известных как тундра).Эта глобальная картина, наряду с преобладающими глобальными моделями ветра и траекториями штормов, обусловлена ​​атмосферной конвекцией.
Все начинается с солнечной радиации. Из-за кривизны Земли тропики (между 23,5° северной и южной широты) получают в среднем больший поток солнечной радиации на единицу площади, чем более высокие широты. Поскольку ось Земли наклонена, летом в Северном полушарии пик притока солнечной радиации приходится на 23,5° северной широты. Летом в Южном полушарии максимум приходится на 23. 5° ю.ш. (Кстати, эти широты определяют тропики Рака и Козерога.) Ежегодно наибольший поток солнечной энергии на единицу площади происходит на экваторе, как показано ниже.

В результате воздух вокруг экватора становится самым теплым. Он также удерживает довольно много воды — исходя из того факта, что, как вы видели выше, теплый воздух имеет более высокую способность переносить влагу.

Видеообзор

Уделите несколько минут просмотру видео ниже, чтобы немного лучше понять глобальную циркуляцию.

.

No related posts.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *