Исследование термоконцентрационной конвекции во влажном воздухе методом голографической интерферометрии
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2020-2-48-56Ключевые слова:
конвекция, число Рэлея, голографическая интерферометрия, влажный воздухАннотация
Представлены результаты исследования конвекции влажного воздуха в условиях, приближенных к атмосферным. Приводятся и анализируются численные оценки безразмерных газодинамических параметров, характерных для задачи о конвекции сухого и влажного воздуха. Описаны отличительные особенности конвекции, вызванные изменением концентрации водяного пара в результате его испарения (конденсации). Влияние концентрации водяного пара на конвективную устойчивость влажного воздуха рассматривается с позиции концентрационной конвекции, характеризуемой концентрационным числом Рэлея. Приведены технические характеристики экспериментальной установки, использующей принцип голографической интерферометрии для исследования термоконцентрационной конвекции влажного воздуха в интервале температур от 5 до 45 °C. Демонстрируется возможность различать конвективный тепломассоперенос во влажном воздухе в лабораторных условиях.Библиографические ссылки
Lambaerts J., Lapeyre G., Zeitlin V. Moist versus dry barotropic instability in a shallow-water model of the atmosphere with moist convection. J. Atmos. Sci., 2011, vol. 68, no. 6, pp. 1234–1252.
Yano J., Geleyn J. F., Kohler M. et al. Basic concepts for convection parameterization in weather forecast and climate models. J. Atmos-phere, 2015, vol. 6, no. 1, pp. 88–147.
Chandrasekhar S. Hydrodynamic and hydromagnetic stability. Oxford: Clarendon Press, 1961. 652 p.
Martynenko O. G., Khramtsov P P. Free-convective heat transfer. Berlin: Springer, 2005. 518 p.
Ogura Y. A review of numerical modeling research on small-scale convection in the atmos-phere. Meteorol. Monogr., 1963, vol. 5, pp. 65–76.
Arakawa A., Jung J. H. Multiscale modeling of the moist-convective atmosphere – A review. Atmos. Res., 2011, vol. 102, no. 3, pp. 263–285.
Derbyshire S. H., Beau I., Bechtold P., et al. Sensitivity of moist convection to environmental humidity. Q. J. R. Meteorol. Soc., 2004, vol. 130, no. 604, pp. 3055–3079.
Shmerlin B. Y., Kalashnik M. V. Rayleigh convective instability in the presence of phase tran-sitions of water vapor. The formation of large-scale eddies and cloud structures. Physics–Uspekhi, 2013, vol. 56, pp. 473–485
Alekseev V. V., Gusev A. M. Free convection in geophysical processes. Soviet Physics–Uspekhi, 1983, vol. 26, pp. 906–922
Strutt R. J. (Lord Rayleigh). On convection currents in a horizontal layer of fluid, when the higher temperature is on the under side Philos. Mag. 1916. Vol. 32, P. 529–546.
Ginzburg E. I., Guliaev V. T., Zhalkovskaia L. V. Dynamic models of free atmosphere. Novosibirsk: Nauka, 1987, 290 p. (In Russian).
Vukalovich M. P. Thermodynamic properties of water and steam. М.: Freud Publishing House, 1973, 71 p.
Goff J. A., Gratch S. Low-pressure properties of water in the range –160 to 212 °F. Trans. Am. Soc. Heat. Vent. Eng. 1946. Vol.52, P. 95–122.
Hirschfelder J. O., Curtiss Ch. F., Bird R. B. Mo-lecular theory of gases and liquids. New-York: Wiley, 1954. 1219 p.
Wilke C. R., Lee C. J. Estimation of diffusion coefficients for gases and vapors. Ind. Eng. Chem. 1955. Vol. 47. N. 6. P. 1253–1257.
Bretschneider S. Properties of gases and liquids. Engineering methods of calculation. Mos-cow: Chemistry, 1966, 533 p. (In Russian).
GSSSD 125-88. Tables of standard reference data. Moist air. Thermophysical properties in the temperature range 5…95° C and at pressure 99325 Pa. Moscow: Stardartinform, 1991. 9 с.
Gershuni G.Z., Zhukhovitskii E.M. Convective stability of incompressible fluid. Jerusalem: Keter Publishing House, 1976. 330 p.
Hauf W., Grigull L. Optical methods in heat transfer. / In: Hartnett J. P., Irvine T. F. Jr. (Eds). Advances in Heat Transfer, 1970, vol. 6, pp. 133–366.
Ioffe B. Refractometric methods of chemistry. Leningrad: Khimia, 1983, 352 p. (In Russian).
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
