Теплоперенос в газах, находящихся в ньютоновском гравитационном поле
https://doi.org/10.29235/1561-2430-2021-57-1-77-84
Анатацыя
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.