Введение к работе
Актуальность темы. Фазовые переходы вблизи термодинамической критической точки и связанные с нили критические явления привлекают исследователей из самых различных областей физики. Ранее отмечались общие черты, объединяющие термодинамическую критическую точку жидкостей и многие другие фазовые переходы второго рода. Но лишь в последнее время стала очевидной общность этих явлений не только по формальным признакам. Оказывается, что определяющую роль в этих различающихся по своей микроскопической природе объектах, играет взаимодействие аномально растущих флуктуации. Следствиями роста флуктуации являются: сингулярный характер изменения физических свойств вблизи критических точек (бесконечно большие теплоемкость, теплопроводность и т.д.); универсальность поведения объектов вблизи переходов второго рода. Критическая точка жидкость-пар являет собой наиболее простой пример таких переходов и играет особую роль при решении проблемы фазовых переходов в целом.
Количественное исследование природы критического состояния требует создания принципиально новых или существенного усовершенствования уже известных экспериментальных средств и методов, поэтому работа в этом направлении весьма актуальна.
Цель работы - экспериментальное исследование распространения гравитационных волн в веществе при околокритических параметрах состояния; изучение релаксации температуры и плотности при переходе системы из двухфазного в однофазное состояние.
Научная новизна. В работе впервые экспериментально изучаются вопросы распространения гравитационных волн в среде вблизи термодинамической критической точки." С помощью внутренних волн исследуется процесс перехода вещества к равновесному состоянию.
Автор защищает следующие новые результаты и положения:
-
Созданные экспериментальные установки, впервые позволившие исследовать гравитационные волны в веществе при околокритических параметрах состояния.
-
Зависимость скорости распространения возмущений межфазной границы от температуры. Найдено, что эта зависимость
имеет степенной характер. Существуют два режима распространен : ния (с различными показателями степени): первый - по границе раздела жидкости и пара, второй - по пикноклину.
-
Обнаружение в непосредственной близости к критической точке внутренних волн, производимых осциллирукщим источником и распрострашшцихся под углом к горизонту.
-
Исследования времен релаксадаи плотности в веществе как при слабой, так и при сильной неравновесности. В области исследуемых параметров состояния время установления температурного равновесия гораздо меньше времени релаксации плотности.
-
Вещество вблизи критической точки может служить для моделирования различных стратификации при исследовании волновых процессов.
Практическая ценность. Созданные установки могут быть использованы для изучения целого ряда гидрогазодинамических и тепловых задач в зеществе при околокритических параметрах состояния. Измеренная зависимость скорости распространения межфазных возмущений от температуры поззоляет получить информацию о критическом индексе кривой сосуществования, а также о разности плотностей жидкости и пара.
С помощью внутренних волн можно исследовать так называемый"гравитационный эффект" (возникновение стратификации в веществе за счет-аномальной сжимаемости).
Апробация работы.. Результаты диссертационной работы докладывались на XXX конференции ШТИ (Москва, 1984), на 4-ой Всесоюзной школе молодых исследователей "Современные 'проблемы теплофизики (Новосибирск, 1986), на 3-эй Всесоюзной конференции молодых исследователей "Актуальные вопросы теплофизики и физической гчщюгазодинамики" (Новосибирск, 1989), на III Всесоюзном совещании Рабочей группы "Лабораторное моделирование динамичесхеих процессов в океане" (Новосибирск, 1989), на II Всесоюзном совещании "Метастабильные фазовые состояния - теп-лофизнческие свойства и кинетика релаксации"(Свердловск, 1989),' на Международном совещании "Anisotropy of fluid flow in external forces fields and geophysical, technological,'ecological applications" (Юрмала, 1990), на Международном семинаре "Phase - interface phenomena in multiphase flow" (Югославия,1990), на научных семинарах отдела прикладной гидродинамики ИТ СО АН СССР.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы из 89 названий. Работа содержит 119 страниц машинописного тенета и иллюстрируется 44 рисунками.