Теплоперенос в газах, находящихся в ньютоновском гравитационном поле
https://doi.org/10.29235/1561-2430-2021-57-1-77-84
Аннотация
Данная работа посвящена изучению механизмов теплопереноса в газах, помещенных в ньютоновское гравитационное поле. Исследования проводились при помощи теоретического анализа, а также численного моделирования теплового движения молекул газа в условиях гравитации свыше 100 000 g. Представлены основные отличия теплопроводности газа в гравитационном поле от теплопроводности газа при отсутствии гравитации. Показано, как тепловое равновесие, обеспечиваемое теплопроводностью газа, зависит от гравитации и разновидности газа. Исследования проводились не только для естественной, но и для искусственной гравитации, создаваемой центрифугой. Выявлено, как тепловое равновесие, обеспечиваемое теплопроводностью газа, зависит от плотности газа в центрифуге. Описаны паразитные эффекты, в том числе теплообмен излучением. Объяснены отличия конвективного теплопереноса при достаточно высокой гравитации от конвективного теплопереноса в условиях земной гравитации. Рассчитаны параметры теплового равновесия, которое обеспечивается конвекцией в газе, находящемся в гравитационном поле. Объяснен механизм горизонтальной конвекции. Предложен способ технической реализации тепловых эффектов, возникающих в газе при гравитации свыше 100 000 g. Даны необходимые технические параметры экспериментального стенда. Детально описана его конструкция.
Ключевые слова
Об авторе
В. И. Саверченко
Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси
Беларусь
Беларусь
Саверченко Виктор Иванович – кандидат физико- математических наук, научный сотрудник
ул. П. Бровки, 15, 220072, г. Минск
Список литературы
1. Olander D. R. Technical Basis of the Gas Centrifuge. Advances in Nuclear Science and Technology, 1972, vol. 6, pp. 105–174. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-029306-3.50011-0
2. Jensen R. J., Marinuzzi J. G., Robinson C. P., Rockwood S. D. Prospects for uranium enrichment. Laser Focus, 1976, vol. 12, pp. 59–63.
3. Wehrl A. General properties of entropy. Review Modern Physics, 1978, vol. 50, no. 2, pp. 221–260. https://doi. org/10.1103/revmodphys.50.221
4. Lugaro M., Herwig F., Lattanzio J. C., Gallino R., Straniero O. s-Process Nucleosynthesis in Asymptotic Giant Branch Stars: A Test for Stellar Evolution. The Astrophysical Journal, 2003, vol. 586, no. 2, pp. 1305–1319. https://doi. org/10.1086/367887
5. Frautschi S. Entropy in an Expanding Universe. Science, 1982, vol. 217, no. 4560, pp. 593–599. https://doi.org/10.1126/ science.217.4560.593
6. Wendl M. C. Theoretical Foundation of Conduction and Convection Heat Transfer. Saint Louis, USA, 2012. 226 p. https://doi.org/ 10.13140/RG.2.1.1875.3120
7. Korobeinikov V. P., Chushkin P. I., Shurshalov L. V. Mathematical model and computation of the tunguska meteorite explosion. Acta Astronautica, 1976, vol. 3, no. 7–8, pp. 615–622. https://doi.org/10.1016/0094-5765(76)90165-X
8. Shakouri A. Metal-Semiconductor Nanocomposites for Direct Thermal to Electric Energy Conversion. Energy Nanotechnology International Conference, 2007, pp. 13–14. https://doi.org/10.1115/ENIC2007-45062
9. Lutz E. A single atom heat engine. Physics Today, 2020, vol. 73, no. 5, pp. 66–67. https://doi.org/10.1063/PT.3.4482
10. Balaji C. Essentials of Radiation Heat Transfer. Springer International Publishing, 2021. 212 p. https://doi.org/ 10.1007/978-3-030-62617-4
11. Haichang L., Jihai J. Flywheel energy storage – An upswing technology for energy sustainability. Energy and Buildings, 2007, vol. 39, no. 5, pp. 599–604. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2006.10.001
12. Wesson J. Tokamaks. Oxford University Press, 2011. 149 p.
Рецензия
Просмотров: 648
Послать статью по эл. почте 