Многофазное течение. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Многофазное течение - течение смеси, в к-рой могут присутствовать газообразная, жидкая и твёрдая фазы неск. веществ. M. т., как правило, является неравновесным течением. К M. т. относят течение смеси газа с каплями и твёрдыми частицами одного или неск. веществ, смеси жидкости с твёрдыми частицами н газовыми пузырями, смеси жидкостей с каплями жидкости и газовыми пузырями др. состава, смеси газов, жидкостей и твёрдых частиц; течения композиц. материалов, водонасыщенных грунтов и т. п.

M. т.- течение гетерогенных смесей в отличие от течения однородных по фазовому состоянию гомогенных смесей. Частный случай M. т.- двухфазное течение в ,к-ром присутствуют только две фазы вещества. Жидкие и твёрдые частицы, газовые пузыри в M. т. могут различаться не только физ. свойствами входящих в них молекул, но и скоростями, температурой и плотностью. При M. т. происходят фазовые превращения: конденсация и испарение, плавление, кристаллизация, сублимация.

M. т. по сравнению с гомогенным течением существенно сложнее. Так, при взаимодействии твёрдых или жидких частиц с газом возможно их ускорение или замедление, нагрев или охлаждение, что приводит к аэроди-намич. дроблению, испарению, слиянию (коагуляции) жидких частиц, что в свою очередь оказывает воздействие на параметры газовой фазы. Эти же эффекты могут приводить к сепарации частиц разл. размеров, к повышенной концентрации их в разных областях точения и, наоборот, к полному отсутствию в других. Твёрдые частицы при взаимодействии могут упруго и неупруго сталкиваться, дробиться и т. д. В потоках газа с твёрдыми и жидкими частицами, а также в парожидкостных потоках, движущихся в каналах, трубах и соплах реактивных двигателей и аэродинамич. труб, при M. т. возможны образование плёнок на стенках, срыв и осаждение капель и частиц на них, теплообмен между паром, каплями и плёнкой. Твёрдые или жидкие частицы могут попадать на стенки, осаждаться на них либо отражаться и вновь попадать в поток. При взаимодействии частиц со стенками возможны динамич. и тепловые разрушения последних (эрозия).

T. о., при M. т. происходит чрезвычайно сложное взаимодействие фаз, сопровождающееся различными физ--хим. процессами, изменяющими состав, газодв-намич. и термодинамич. параметры каждой из фаз, их массовую долю и размеры включений (жидких либо твёрдых частиц, пузырьков). При взаимодействии фаз происходит обмен массой, импульсом и энергией. При M. т. процессы диффузии, вязкого взаимодействия, турбулентности, распространения звука, излучения, ударные волны существенно иные, чем при течении гомогенных смесей.

При матем. описании многофазной сплошной среды используют законы сохранения массы, импульса и энергии для каждой из фаз и смеси в целом, записанные в интегральной или дифференц. формах, применяя при этом понятие о многоскоростном континууме с взаимопроникающим движением составляющих. Многоскоростной континуум представляет собой совокупность N континуумов, каждый из к-рых относится к своей составляющей смеси и заполняет один и тот же объём, занятый смесью. Для каждого из этих составляющих континуумов в каждом потоке определяются плотность, скорость, а также и др. параметры. Тогда в каждой точке объёма, занятого смесью, будет определено N плотностей, температур и скоростей. Так, при течении газа с жидкими или твёрдыми частицами группы частиц разл. размеров с разными физ. свойствами образуют многоскоростной континуум в соответствии с числом таких групп.

Для полного описания движения многофазной среды необходимы ещё термич. и калорич. ур-ния состояния, позволяющие выразить тензор напряжения и внутр. энергию через остальные параметры смеси и нек-рые физ--хим. константы. При решении конкретных задач следует использовать также соотношения, определяющие параметры массового, силового и энергетич. взаимодействия между фазами. К числу таких соотношений относят, напр., соотношения, позволяющие определять скорость возникновения жидкой фазы при конденсации, сопротивление частиц при их обтекании, законы слияния и дробления жидких частиц, скорость кристаллизации и т. д.

M. т. имеют место в метеорологич. процессах, авиации, технол. процессах, энергетике и т. д.

Литература по многофазным течениям

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.