1.9. Перемешивание объёмов воды

Из рассмотрения содержания пункта 134 можно увидеть логическое противоречие между отрицанием принципа смешения и признанием перемешивания объёмов воды в водохранилище. Чтобы доказать отсутствие противоречия, необходимо обратиться к истокам возникновения теории смешения. 

В основу теории смешения положено явление, которое исследовал Рейнольдс. Согласно результатам широко известного эксперимента, переход окрашенной струи из ламинарного режима к турбулентному сопровождается мгновенным распределением краски струи в объеме окружающего её водотока.

Это явление и лежит в основе теории смешения. Перенос результата этих опытов в натуру оказался не простым. Вот  что записано А. В. Караушевым и Н. А. Панчуриным в Сборнике задач по гидравлике, выпущенном в 1957 г. [17, c. 94]: «Пульсация скоростей в турбулентном потоке связана с интенсивным перемешиванием водных масс. В той же мере турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность отличается от физической вязкости и теплопроводности воды.  Это перемешивание в тысячи, сотни тысяч раз превосходит интенсивность физической диффузии, т. е. перемешивания, обусловленного молекулярными явлениями.- И далее, - … уравнения турбулентного движения, турбулентной диффузии и турбулентной теплопроводности содержат свойственные для этого вида движения параметрами, именуемыми виртуальными коэффициентами вязкости, диффузии и теплопроводности». Реальных физических сил не нашлось для обоснования переноса результата опыта Рейнольдса на водные массы в реке.
В сущности, момент перехода от ламинарного движения к турбулентному в опыте Рейнольдса  осуществлялся тогда, когда величина энергии струи оказывалась достаточной, чтобы  весь водоток привести к скорости турбулентного режима. Турбулентным оказался весь расход воды в трубе, а не только струя.

Позднее экспериментаторы увеличили диаметр трубы. Оказалось, что окраска не охватывает весь водоток. Турбулентная смесь обособилась в отдельную струю. Она не распространилась далее некоторой поверхности. В водотоке образовалось две струи: смешанная  струя в центре и кольцевая (фоновая струя) на периферии. Причём размер смешанной струи уменьшился по мере дальнейшего движения в трубе.

Новые результаты следовало бы использовать для отмены принципа смешения, по крайней мере, по трём причинам: первая --- турбулентным оказался ограниченный пакет струй (в смешении участвуют неопределённые и ограниченные расходы воды); вторая --- обнаружена тенденция возврата к начальному сечению струи (обратная диффузия?); третья --- начальное динамическое состояние  водотока и струи в реке не соответствуют исходному состоянию струй в опытной установке. В опыте все компоненты в ламинарном режиме. Струя сточных вод, сбрасываемых в реку, турбулизована ещё в трубах, а принимающий водоток практически всегда турбулентный.  Повторная турбулизация турбулентных вод невозможна. Смешение принципиально не способно возникать  при таких начальных условиях.

   Можно предположить, что в опыте Рейнольдса произошёл процесс, подобный процессу кристаллизации: на основе энергии, добавляемой в струю экспериментатором, расположение молекул в объёме водотока стало  регулярным, возник некий текучий кристалл. Более жёсткие связи между молекулами кристалла привели к повышению вязкости воды. Это объясняет переход движения воды в квадратичную область сопротивления, объясняет устойчивость струй в реке на протяжении десятков километров и многие другие явления.

Критерий Рейнольдса --- это не признак турбулентности, это критерий перехода динамического состояния струи на квадратичный уровень сопротивления движению.

Смешение в реках не существует, так как невозможна  турбулентная диффузия вещества из турбулентной струи в турбулентную среду. Оно происходит там, где струя разрушается: в областях вихревого движения (шиверы, перекаты, быстротоки), зонах водоворотной воды и в местах с чрезвычайно сильным скачком скорости течения в принимающем водотоке.

Практически подобное положение применяется в теории отрывных струй. На рис. 1.17 показана струя, после отрыва которой от крыла (и только под ней) возникает зона смешения [27, c. 22].


Рис. 1.17. Вязкие эффекты при обтекании профиля (положительный угол атаки)

В аэродинамике и гидродинамике смешение обнаруживается на грани перехода от прямолинейного движения к криволинейному, вращательному. Источник возникающей энергии подобен источнику энергии торнадо, флаттера, омута, образования каверн на лопастях гребных винтов судов и насосных установок.
 Рассматриваемое явление в области вихревого движения предпочтительно называть перемешиванием, что точно соответствует физическому процессу.

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Лес воруют в очень большом количестве отнюдь не только "черные лесорубы", но и вполне легальные лесозаготовители. У активиста, противника строительства Юго-Восточной хорды, изъяли уникальное оборудование и вызвали на допрос. Шаманы против угольных разрезов в Хакасии, они провели обряд почитания предков в Койбальской степи. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и разви...
В 2019 году было убито 212 экологических активистов, в Северном Ледовитом океане идет увеличению количества пресной воды, последствия изменении климата наблюдаются во всей Центральной Азии и другие темы в в новом дайджесте CAN ВЕКЦА. Climate Action Network Восточная Европа Кавказ и Центральная Азия Дайджест новостей по вопросам изменения климата и энергетики     Центральная Азия – это огромный регион в се...
Пятого июня во всем мире будет отмечаться Всемирный День окружающей среды. В 2020 году этот день — ВРЕМЯ ПРИРОДЫ. 5 июня — главное событие Всемирного экологического календаря, призванное  привлечь внимание правительств, мировой общественности и каждого жителя планеты к проблеме сохранения окружающей среды и устойчивого развития Тема празднования Всемирного дня окружающей среды 2020 года – сохранение биоразнообразия. Один миллион видов растений и животных сей...
Почему Приамурье стало сырьевым придатком с рукотворными безрыбьем, малолюдьем, безлесьем и что с этим делать. Из-за чего озеро Байкал начало стремительно терять прозрачность и мутнеть. Как возрождали выжженный Радовицкий мох. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день. Дайджест за 2...
Удивительная и поучительная «Филипповская история»,  открытая электронная библиотека природоохранной литературы и противостояние у поселка Черемза. Эти и другие темы в новом выпуске Дайджеста Международного Социально - экологического союза от Света Забелина. Охрана природы, проблемы окружающей среды и развития человечества. Всё важное и интересное, что произошло в России и мире на текущий день. Дайджест за 14 июня 2020 года.   ГЛОБАЛЬНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПР...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Активность на сайте

сортировать по иконкам
52 недели 1 час назад
Марина Иванова
Марина Иванова аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 196,062 |

Спасибо за ссылку. Очень пригодилась! ...

4 года 12 недель назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 196,062 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/actions/...

4 года 24 недели назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 196,062 |

нужна схема пещер с измерениями

4 года 27 недель назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 196,062 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

1 год 33 недели назад
Надежда Бреева
Надежда Бреева аватар
Бутырский район

Смотрели: 6,558 |

Экология в Новой Москве . Поселение Щаповское.

Щапово (Александрово) — посёлок в Троицком административном округе Москвы (до 1...

размешен 04.08.20 | Тип: Статью

В 2019 году было убито 212 экологических активистов, в Северном Ледовитом океане идет увеличению количества пресной воды, последствия изменении климата наблюдаются во в...

размешен 04.08.20 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...

размешен 03.08.20 | Тип: Статью

Отправляясь в рейд с госинспектором Касмалинского заказника Николаем Александровичем Троценко и юными экологами из школьного лесничества «Лесные Робинзоны...

размешен 03.08.20 | Тип: Новость

После прокурорской проверки, проведенной по заявлению Народного фронта, за нарушение санитарно-эпидемиологических требований Подосиновская ЦРБ получила представление об устранении нарушений....

размешен 03.08.20 | Тип: Новость

Новое в экологических рассылках на текущий день.

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал