Свободной поверхностью

ных по толщине и составу эпитаксиальных слоев — исключение свободной конвекции расплава, возникающей вследствие температурных и концентрационных градиентов в расплаве. Первые снижают до минимума созданием изотермических условий в расплаве, что легко достигается современными техническими средствами, например использованием тепловых труб для нагрева участка реактора, содержащего кассету. Одновременно высокая температуропроводность расплава, примерно на четыре порядка превышающая значение коэффициента диффузии веществ в расплавах металлов, делает влияние градиента температуры на конвекцию пренебрежимо малым по сравнению с влиянием на нее градиента концентрации. Последний возникает вследствие значительного различия плотностей растворенного полупроводника и металла-растворителя

Конвекцией называется процесс распространения теплоты при перемещении объемов жидкости или газа в пространстве. Конвекция обусловлена движением макрочастиц среды. Различают вынужденную и свободную конвекцию. При вынужденной конвекции жидкость и газ движутся за счет внешних сил (насос, вентилятор, ветер и т. п.). В случае же свободной конвекции движение происходит за счет архимедовых сил, возникающих из-за различных плотностей холодных и горячих частиц жидкости или газа. Очевидно, что свободная конвекция может иметь место только в поле массовых сил, например в поле земного тяготения.

Конвекция в теплообмене полупроводниковый прибор — среда — это перемещение макроскопических элементов среды (теплоносителя) с одновременным переносом переданного им тепла; конвекция наблюдается только в подвижных теплоносителях — жидкостях и газах. Различают свободную и вынужденную конвекцию. При свободной конвекции причиной движения теплоносителя является создаваемая разностью температур неоднородность поля массовых сил, т. е. сил, действующих на элементы теплоносителя и пропорциональных их массе. При вынужденной конвекции движение теплоносителя задается вентилятором, насосом и т. п. Конвекция участвует в теплообмене прибор — среда всегда в совокупности с теплопроводностью. Движение

Тепловое сопротивление свободной конвекции с поверхности спинки статора

Коэффициент теплоотдачи [Вт/(м2-К)] свободной конвекции

Тепловое сопротивление (К/Вт) свободной конвекции с поверхности спинки статора

пературы). При нормальной температуре удельная теплоемкость масла примерно 1,5 Дж/(кг-К), а коэффициент теплопроводности — около 1 Вт/(м- К); при росте температуры как удельная теплоемкость, так и коэффициент теплопроводности масла увеличивается. Масло отводит теплоту потерь от погруженных в него обмоток и магнито-провода трансформатора в 25—30 раз интенсивнее, чем воздух (при свободной конвекции).

С точки зрения науки о теплообмене наибольший интерес представляет поведение жидкости у теплообмен-ной поверхности. Так вот, при свободной конвекции возникают специфические циркуляционные токи между поверхностью — источником тепла или холода — и ядром жидкой среды. Экспериментально их наблюдают с помощью интерферометров.

Для встречной смешанной конвекции (противоположное направление вынужденной и свободной конвекции)

В зависимости от плотности теплового потока и ряда других факторов на поверхности нагрева образуются или отдельные паровые пузыри, или сплошной слой пленки пара, и кипение называется пузырьковым или пленочным. Кроме того, кипение различается по типу конвекции (кипение при свободной конвекции в большом объеме и кипение при вынужденной конвекции) и по отношению средней температуры жидкости Т к температуре насыщения Ts (кипение жидкости недогретой до температуры насыщения, — поверхностное кипение при Т < Tg и кипение жидкости, догретой до температуры насыщения при Т « Ts).

Свободная хонвекция. Расчет теплоотдачи яри свободной конвекции, вызванной различием плотности неодинаково нагретых частей среды, ведется по формуле

Тип насоса Механический со свободной поверхностью натрия и подушкой инертного газа

Тип насоса Механический со свободной поверхностью натрия и подушкой инертна о газа

где Hs — геометрическая высота всасывания, определяемая разностью отметок верхней точки рабочего колеса насос.а и свободной поверхностью нижнего бьефа; h —потери напора во всасывающей линил насоса; ?>ат — атмосферное давление на уровне НБ установки.

Само название красноречиво передает его сущность. Представим усеченный конус, перевернутый меньшим основанием вниз. В верхней части к нему может примыкать цилиндрическая секция. Если угол раскрытия в его «классическом» исполнении достаточно велик (не менее 30°), газовый поток, поступающий через нижнее основание конуса, подхватывая частицы и перемещая их в виде газовзвеси вверх, образует сквозной канал, в котором псевдоожижение происходит не в плотной, а в разбавленной фазе. Над свободной поверхностью слоя «бьет» настоящий фонтан из твердых частиц, отбрасываемых в

Создание и поддержание формы течения, показанной на В.1, а также форм течения, только приближающихся к ней, связано с использованием законов динамики вращающихся потоков со свободной поверхностью, которая является наименее разработанной частью гидродинамики.

В частности, даже в таких основополагающих работах, как [5—9], не рассмотрены вращающиеся вихревые потоки со сво-бодной поверхностью. Поэтому в ч. 1 книги собрана основная имеющаяся в литературе информация по вращающимся потокам применительно в основном к наиболее простой и наиболее важной в практическом использовании цилиндрической форме течения, а также приведены некоторые новые теоретические положения по вращающимся потокам со свободной поверхностью.

Гидравлика вращающихся цилиндрических потоков близка к гидравлике русловых потоков тем, что в ней рассматриваются потоки со свободной поверхностью. Но если в гидравлике русловых потоков для идеальной жидкости существует только одно поле скоростей - потен-

ТЕОРИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОТОКОВ СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Горизонтальный поток со свободной поверхностью может считаться определенным только тогда, когда в нем задана глубина х, а следовательно, известны импульс П и энергия е, причем в диссипативной жидкости без учета внешних сил П = const, а энергия е должна уменьшаться при увеличении глубины. Для определения условий его равновесия и устойчивости необходимо рассмотреть бесконечно малые и конечные виртуальные изменения глубины, т. е. такие изменения, которые совместимы с заданными связями. Этими связями являются горизонтальность потока, постоянство расхода и импульса.

б) из двух возможных состояний равновесия подкритическое, отвечающее минимуму ец, является состоянием устойчивого равновесия, так как изменение этой формы течения невозможно без увеличения энергии жидкости. Состояние же сверхкритическое является состоянием неустойчивого равновесия, так как при любом малом, но конечном увеличении глубины от сверхкритической для удержания измененной формы течения необходима дополнительная связь: непроницаемая верхняя граница, на которой уравновешивается развиваемое потоком давление. Это давление действует в направлении дальнейшего увеличения глубины и исчезает только при глубине, равной подкритической. Необходимость дополнительной связи указывает, что горизонтальных течений со свободной поверхностью и глубиной, промежуточной между сверхкритической и подкритической, не только устойчивых, но и просто равновесных не существует;

В трубе радиусом R существует цилиндрический поток со свободной поверхностью радиусом rl > 0. В некотором сечении потока расположена стоячая волна изменения толщины вращающегося слоя, радиус свободной