SCI Библиотека

Физико-химическая гидродинамика является новым направлением исследований, которое возникло на стыке физики и химии. Она изучает круг вопросов, связанных как с влиянием движения жидкостей на химические или физико-химические превращения, так и с влиянием физико-химических факторов на движение жидкостей.

Во второе издание книги (первое издание вышло в 1952 г.) включено рассмотрение ряда новых вопросов теории теплоотдачи, теории движения и теории дробления капель, пузырьков и струй; дальнейшее развитие получили теории вращающегося дискового электрода, который в последнее время приобрел большое значение для точных физико-химических исследований.

Книга предназначена для научных работников и аспирантов физиков, физико-химиков и химиков, а также студентов старших курсов, специализирующихся в области теоретической физики и физической химии.

Книга представляет собой краткий справочник по химической гидродинамике и смежным разделам гидродинамики, тепломассообмена, механики дисперсных систем и химической технологии.

Исследуется движение и массообмен в трубах, каналах, пленках, струях и пограничных слоях. Рассматривается обтекание и массо- и теплообмен частиц, капель и пузырей различной формы с поступательным и сидячим потоками при наличии или отсутствии химической реакции.

Анализируются процессы массопереноса, сопровождаемые или не сопровождаемые химической реакцией. Учитывается взаимосвязь коэффициентов диффузии от концентрации. Приводятся новые эмпирические корреляционные зависимости при расчете коэффициентов массо- и теплопереноса учитываются геометрические, реологические и физико-химические факторы. Основным является представление в виде таблиц или удобных приближенных формул для инженерных расчетов.

Книга предназначена для широкого круга научных работников, преподавателей, инженеров и студентов, специализирующихся в области гидродинамики, тепломассообмена, механики дисперсных систем, химической технологии и биомеханики.

Посвящена исследованию процессов массо- и теплопереноса к поверхности реагирующих частиц, капель и пузырей, движущихся в жидкости или газе. Развиты эффективные приближенные аналитические методы решения соответствующих стационарных и нестационарных краевых задач при больших и малых числах Пекле.

Исследована зависимость массопереноса от формы частицы, гидродинамики потока и кинетики химической реакции. Изучены вопросы теплопереноса с массопереносом в уносимых потоках частиц, капель и пузырей. Рассмотрены задачи о нестационарной диффузии к реагирующей поверхности и потоке. Приведены также простые инженерные формулы, пригодные для непосредственного практического использования.

Рассчитана на научных работников, аспирантов и инженеров, занимающихся исследованием процессов тепло- и массопереноса в химической технологии, энергетике, метеорологии, биологии и т.д. Может использоваться как учебное пособие для студентов соответствующих специальностей.

В части II продолжено систематическое изложение механики и теплофизики различных многофазных сред, в том числе пузырьковых жидкостей, газо- и парожидкостных потоков смесей взаимопроникающих жидкостей в пористых телах. Описаны экспериментальные методы и их результаты, математические постановки задач и методы их решения.

Даны теории звуковых, ударных и кинетических волн, теории колебательных движений в двухфазных средах, гидравлика и теплообмен газожидкостных потоков, теория кризисов теплообмена, критических истечений, теория фильтрации многофазной жидкости.

Для студентов и аспирантов вузов, а также исследователей, работающих в области энергетики, космической и атомной техники, химической технологии, взрывного дела в нефтяной и газовой промышленности.

Систематически излагаются механика и теплофизика различных многофазных сред — газовзвесей, пузырьковых жидкостей, газо- и парожидкостных потоков, смесей взаимонепроницаемых жидкостей в пористых телах.

В части I приводятся основные уравнения механики и теплофизики многофазных сред различной структуры, рассматриваются методы описания межфазного взаимодействия в дисперсных средах, исследуются волны и детонационные волны в волны горения и конденсирующихся средах, газовзвесях и пористых телах, дается пример обработки и изучения металловодородных систем.

В части II подробно рассмотрены волны и кинетические течения в осциллирующих и вибрационных средах, гидравлика и теплофизика газожидкостных потоков в пористых структурах, гидродинамические системы и их традиции многофазных жидкостей. Рассматриваются методические методы и их особенности.

Для студентов и аспирантов вузов, а также исследователей, работающих в энергетике, космической и наземной технике, химической технологии, нефтяной и газовой промышленности, взрывном деле.

В книге очень сжато излагаются общие принципы механики сплошной среды и описываются наиболее употребительные математические модели сплошных сред.

Изложение сопровождается тщательно подобранными задачами общим числом около пятисот; примерно две трети из них приводятся с решениями. Это позволяет использовать книгу как своеобразный сборник задач по курсу механики сплошной среды.

Книга написана ясно и четко. Высокие методические достоинства позволяют использовать ее как учебное пособие для технических вузов и университетов по курсу механики сплошной среды. Она интересна широкому кругу математиков-прикладников, механиков и инженеров, работающих в области механики сплошной среды.

Монография впервые дает систематическое изложение основных методов и результатов использования функционалов от условий задачи для оценки искомых величин без решения полной задачи в приложениях механики сплошных сред. Подробно рассмотрены задачи теории фильтрации, теории упругости, механики разрушения.

Для специалистов в области механики сплошных сред, прикладной математики и технических приложений механики сплошных сред, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Вторая часть курса лекций включает в себя введение и четыре из семи разделов курса «Турбулентность: модели и подходы» (три первых раздела: «Основы», «Хаос в динамических системах» и «Полуэмпирические модели» вошли в первую часть курса). В четвертом разделе излагаются модели однородной и изотропной турбулентности, начиная с серии Колмогорова и кончая современными моделями перемежаемости в развитой турбулентности. Пятый раздел посвящен некоторым оригинальным турбулентным потокам. Рассмотрены особенности низкочастотной турбулентности наэлектризованного струйного течения и поведения турбулентности в инерционных интерфейсов.

В шестом разделе излагаются модели, основанные на применении специальных функциональных базисов, названных неиерархическими, и дается краткое изложение вейвлет-анализа и его применения в класификации гидродинамических систем. Наконец, седьмой раздел посвящен каскадным моделям турбулентности и простейшим моделям развития турбулентности, доказавшим свою эффективность в моделировании свойств турбулентного типа поведения в инерционных интервалах при очень высоких числах Рейнольдса.

Для студентов и аспирантов физико-математических специальностей.

Подготовка к печати настоящего второго тома, к сожалению, потребовала значительно большего времени, чем это предполагалось два года тому назад при выпуске в свет первого тома. Эта нежелательная задержка объясняется главным образом тем, что незадолго до окончания первого тома я принял предложение американской фирмы Westinghouse Electric and Manufacturing Comp., Philadelphia, об организации в ее исследовательском институте аэродинамической и гидродинамической лабораторий и затем в течение долгого времени был чрезвычайно загружен этой служебной работой.

Рукопись настоящего тома тоже прочитана проф. Л. Прандтлем и снабжена им многочисленными ценными дополнениями; в особенности необходимо упомянуть о № 87—89, целиком написанных самим Л. Прандтлем. Впрочем, второй том отличается от первого тем, что содержание отдельных его глав выходит за пределы содержания лекций Л. Прандтля в значительно большей степени, чем в первом томе. Кроме того, в этом томе содержится некоторый материал, совсем не входивший в лекции Л. Прандтля.

В данном препринте рассматриваются истоки и становление научного направления по гидромеханике и процессам тепло- и массoобмена в фундаментальных и прикладных исследованиях в условиях микрогравитации, основные этапы и результаты исследований под руководством академика В.С. Авдуловского.

Дан обзор результатов исследований и научно-координационной деятельности, результатов экспериментов на орбитальной станции “Мир” и работ на переходном этапе от орбитальной станции “Мир” к Международной Космической Станции.

Обсуждаются развитие исследований по механике невесомости и гравитационной чувствительности, концепция и направления современных фундаментальных и прикладных исследований и связи данного направления с направлениями исследований по изучению и освоению космического пространства.