![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Высокотемпературные (плазменные) тороидальные вихри (ТВ) в воздухе и низкотемпературные ТВ (вихревые кольца) в воздухе и воде имеют общие закономерности процесса их образования и динамики движения [1-3]. Отсюда можно предположить, что такие вихри должны иметь идентичные закономерности процессов переноса (диффузии, теплопроводности). Особенность диффузии в низкотемпературных ТВ исследована нами в [4], где показано, что в таких вихрях наблюдается эффект анизотропии диффузии. Суть этого эффекта заключается в том, что коэффициент диффузии в перпендикулярном к оси вращения направлении D намного меньше, чем в параллельном оси вращения направлении DII (D<<DII). Следствием такого эффекта должно быть то, что изначально захваченное в вихревое движение вещество (газ/жидкость/плазма) при образовании ТВ не теряется из тороидального объёма до распада вихря. Поэтому нами экспериментально исследован процесс переноса массы указанными вихрями. Плазменный ТВ (ПТВ). Процесс переноса массы плазмы исследовался спектроскопическим методом. Температура ПТВ после его образования составляет ТТВ= 8000÷ 10000 К (Ne ~1016 cм-3), и при дальнейшем его движении он остывает. Атомы и ионы в вихре сначала наблюдаются в излучении, а когда их свечение ослабевает настолько, что регистрация невозможна, тогда наличие этих атомов в вихре подтверждается их спектром поглощения. То есть, изначально захваченные в вихревое движение ионы и атомы при дальнейшем движении ПТВ из него не теряются: ионы, рекомбинируя с электронами, превращаются в атомы; эти же атомы, взаимодействуя между собой, в результате химической реакции образуют сначала двухатомные, а затем трехатомные молекулы. ТВ в воздухе. Для исследования массопереноса в воздушном ТВ в воздухе использовалась горючая смесь пропана/бутана/воздуха. Горючая смесь создавалась наполнением рабочего объема генератора ТВ с воздухом горючим газом из баллона. Для воспламенения горючей смеси в вихре при больших расстояниях z=11,5 м от генератора применялась система свечей, расположенных на плоскости площадью 2х2 м2. Когда вихрь доходил до ряда свечей горючая смесь в ТВ воспламенялась. Этот опыт показывает, что горючая смесь, захваченная в вихревое движение при формировании ТВ, не теряется из его объема (сохраняется тороидальная форма) при его движении. ТВ в воде. Аналогичный процесс переноса наблюдался и при движении водяной ТВ с краской в воде: краска в вихре сохранялась до тех пор, пока ТВ не распадался. С помощью аэрозольных частиц в воздухе (воде), находящихся внутри вихря получена экспериментальная зависимость коэффициента диффузии D от угловой скорости вращения вещества в ТВ: с ростом уменьшается величина D.