Скорость звука в различных средах. Волновое уравнение, его решения для плоской волны, волновое число, удельное акустическое сопротивление. Испарение капель в неподвижном газе, не содержащем пара, страница 11

Замкнутые системы - изолированные системы, могут быть адиабатическими, (среда может влиять только совершением работы без подвода или отвода тепла) и диатермическими (не допускающими работы, а только отвод или подвод тепла).

Причина процесса - взаимодействие с окружающей средой и (или) взаимодействие между отдельными частями системы. Для проведения процесса в системе необходимо на систему, находящуюся в устойчивом равновесии (в которой прямые и обратные процессы равны), воздействовать извне, изменяя какое то условие равновесия, в результате чего равновесие системы сместится, система станет не равновесной, пойдёт процесс, направленный на возвращение системы в равновесие. При взаимодействии происходит обмен энергиями, внутренняя энергия системы и (или) её элементов меняется. Обмен энергиями идёт только в том случае, когда есть разница потенциалов энергий, причём для каждой степени свободы - свой потенциал.

Воздействия могут быть самые разнообразные: механические, гидромеханические, аэродинамические, акустические, температурные, электрические, электромагнитные, радиационные, оптические и т.д. Всякое воздействие определяется комплексом его характеристик. Реакция системы на воздействие зависит от физико-химических свойств элементов системы и системы в целом. Например, механические воздействия определяются тензорами напряжений и относительных деформаций, связь между которыми может быть линейная (обычно), нелинейная (неньютоновские жидкости) и зависеть от времени (реологические жидкости). Реологические характеристики могут зависеть от внешних факторов (температуры, давления) и от условий воздействия.

По реакции системы на воздействия они могут быть:

·  стимулирующие - являются движущей силой процесса (диспергирование, очистка и т.д.),

·  интенсифицирующие - увеличивают скорость процесса (растворение, сушка, кристаллизация, теплообмен ...),

·  оптимизирующие (управляющие) - упорядочивают процесс (грануляция, центрифугирование ...),

·  замедляющие – уменьшают скорость процесса,

·  критические – прекращающие процесс.

9.Типы волн в упругой среде, скорость их распространения.

В твёрдой среде существуют различные типы волн: продольные, поперечные и поверхностные. Кроме того, скорость распространения волн зависит и от формы среды (ограниченная или неограниченная среда, стержень, пластина). Так скорость распространения продольных и поперечных колебаний в неограниченной среде, скорость распространения изгибных колебаний и тонкой пластине ( скорость распространения поверхностных волн на толстой пластине будет отличаться от скорости распространения продольных колебаний в стержне и будет зависеть ещё и от коэффициента объёмного сжатия (Пуассона) и модуля сдвига.

Скорости распространения различных видов колебаний в одной и той же среде существенно различны. Это иллюстрирует Таблица 1.1.

Таблица 1.1. Скорость распространения различных волн в некоторых материалах.

Материал

Продольные волны в неограниченной среде

Продольные волны в стержне

Поперечные волны в неограниченной среде

Алюминий

6260

5080

3080

Никель

5630

4785

2960

Медь

4700

3710

2260

Фарфор

5340

4880

3120

Скорость распространения колебаний в многокомпонентных средах зависит от концентрации компонентов.

Скорость распространения продольных колебаний в бинарной смеси:

,

где:   , m1 - масса 1 компонента в массе m смеси, - плотность смеси, - плотность 1 компонента, - плотность 2 компонента, с1 и с2 - скорости распространения волны в чистых 1 и во 2 компонентах соответственно.

Скорость распространения продольных колебаний в дисперсной системе:

,