В моем воображении смерчь (вихрь, торнадо) всегда ассоциируется с некой саморазвивающейся системой, а анологии распространяются на такой широкий спектр природных явлений, что это далеко вылезает за "научные рамки".
Из механики о круговом движении материальной точки вроде бы вытекает, что чем больше тел вовлекается в вихрь, тем сильнее он раскручивается. Далее, видимая часть вихря, скорее всего, только малая часть обширной области взаимодействия. Чем вихрь питается? Каков механизм усвоения внешней энергии, трансформирующейся в потенциальную энергию области низкого давления? А циркуляция в океанах и земных недрах, не имеют ли ту же физику в своей природе? А разрушение природных экосистем, не есть ли поставка энергии в "вихрь" зарождения новой экосистемы?
Цитата: василий андреевич от октября 05, 2010, 11:23:47
Из механики о круговом движении материальной точки вроде бы вытекает, что чем больше тел вовлекается в вихрь, тем сильнее он раскручивается.
А что значит "сильнее раскручивается"? Больше угловая скорость вращения? Больше диаметр столба смерча? Больше общая кинетическая энергия движущихся частиц? Как правильно понять фразу "сильнее раскручивается"? :)
По смерчам и их физике вот, например, есть такая статья с мат. выкладками:
http://www.kscnet.ru/ivs/publication/whirlwinds/ivanich.htm
А по поводу других циркуляций и развития экосистем - идея найти что-то общее с развитием смерча и его физикой интересная. В принципе, можно ее попытаться развить, основываясь на всеобщих законах сохранения природы: энергии, импульса, массы, и так далее.
Процесс образования вихря, торнадо или грозообразовния не оч. сложный, он описан многократно, по-моему там всё понятно. Летом после полудня возникает хорошо прогретый приземный слой воздуха с низкой плотностью. Соответственно на высоте ок. 4км температура круглогодично держится 0 С , там воздух более плотный и тяжелый. Холодный плотный воздух не может всей массой опуститься вниз, как и теплый тоже не может подняться вверх. Возникают локальные условия для вертикальных обменых потоков. Условно на поле это может быть пятно черной земли, где не растет трава или холм каменистый, где грунт прогревается сильнее. Возникает вертикальный поток теплого воздуха, по его периферии образуется нисходящий поток холодного воздуха, который опускается вниз изамещает теплый. Всё оч хорошо заметно на примере грозового облака Строго под ним мощный восходящий поток, по периферии облака нисходящий. Там где скорость потока выше давление соответственно ниже теплый воздух с поверхности устремляется с этим потоком вверх. Скорость восходящих и нисходящих потоков может быть оч высокой, 30 м/с далеко не предел. Чем мощней поток тем ниже давление внутри него тем легче он поглощает боле мелкие восходящие потоки. Таким образом они складываюся. Процесс естественным образом самоорганизуется. Чем больше прогретая площадь или выше разница температур тем мощней и быстрей потоки. Все происходит пока есть существенная разница температур.
К вечеру восходящие потоки как правило ослабевают. Что касаетя формы спирали, то тут тоже всё понятно. Если говорить о самых мощных вихрях - торнадо, то они образуются над обширными равномерно прогретыми площадями над морем, равниной на суше. Над морем образутся чаще т.к. там меньше условий для возникновения мелких многочисленных вихрей условия более равномерные, чем на суше, кстати выходя на берег они слабеют. Наверно основная причина возникновения крупных атмосферных вихрей большая равномерно прогретая площадь. Чем больше площадь, тем болше массы воздуха вовлекается в процесс который черпает свою энергию с прогретой поверхности, в конечном счете от солнца.
Цитата: V.V.P от октября 05, 2010, 12:45:47
Как правильно понять фразу "сильнее раскручивается"? :)
Я почти уверен, что не знаю правильного ответа. Скорее всего интуитивно подозревается общая мощность вихря, как цельного явления. Ведь частица с плотностью больше молекулы воздуха, вовлекаемая в поток, порождает (или должна бы порождать) такие моменты действия сил и инерции, которые обратной положительной связью будут способствовать силам, направленным по касательной к окружности движения частицы. Но тут еще вмешиваются центробежные силы и ускорения, которые порождают разряжение в центре вихря, как области с центростемительным минимумом потенциальной энергии. Таким образом, растут кинетика и потенция при сохранении "околонулевого" энергобалланса. Выходит довольно неприятный "перпетумный мобиль", в который должна поступать очень незначительная внешняя энергия для компенсации внутренних сил трения. Однако и этой внешней подпитки вроде бы и не требуется, тк нагрев из-за трения может способствовать усилению вертикальной составляющей сил, что еще больше будет повышать "мощность самоорганизующейся машины".
Ссылку начал читать и прочту. Но в данном случае хотелось бы больше уделить внимания не "аэродинамике", а неким принципам развития, при которых беспорядок может организовываться в направленные потоки. Например, турбулентность не есть хаос, это упрощенное подобие мутаций. А как из случайных турбуленций, являющихся фрагментом ячейки Бенара, может возникнуть ансамбль ячеек? Нужен ли для этого обязательный нагрев снизу, или достаточно введения каких-либо порций неясной пока энергетической природы? Однако не уверен, дойдет ли разговор до этого, пока достаточно о самом вихре узнать бы больше.
Цитата: valery1910 от октября 05, 2010, 15:42:40
Процесс естественным образом самоорганизуется. Чем больше прогретая площадь или выше разница температур тем мощней и быстрей потоки. Все происходит пока есть существенная разница температур.
Подчекнуто мной.
Попробуйте нарисовать на листе два циркуляра в виде расходяшегося гриба на высоте. Попробуйте вообразить, как в учебниках, нагрев, расширение, снижение плотности внизу, а затем устремите потоки вверх, где теоретически должен пойти обратный процесс. Уверяю Вас, ничерта это не объясняет. Процесс ясен, только пока не лезешь в мелочи. А там бесы сидят. И еще сложнее станет, если начать расшифровывать Вашу, вполне справдливую фразу о "естественной самоорганизации". Ведь, в принципе, любой процесс организации противоестественен. А когда добавить само, то будет похоже на "сингулярность" в которую папа римский с удовольствием сажает бога.
Я это не из злорадства, просто не люблю слово "просто", в котором тонет любое понимание, как вопросе не заслуживающем внимания.
Случайные микровихри возникают на любой нагретой пыльной дороге, но разрушаются, когда сходят с нее в траву. Подобные вихри возникают и над поверхностью пруда, где разница температур обратная. Могут ли случайные вихри самим фактом своего разрушения породить пространство с теми отрицательными силами, которые заоложат развитие смерча?
Цитата: василий андреевич от октября 06, 2010, 01:04:43Подобные вихри возникают и над поверхностью пруда, где разница температур обратная
Вы имеете в виду, что поверхность пруда (днем) холоднее берега?
Наверное может быть и теплее, если на берегу лес или мокрая (например после предыдущей грозы) трава?
----------------------------------------------------
Это правда, что внутри смерча нисходящий поток?
Цитата: Alexy от октября 06, 2010, 12:05:16
Это правда, что внутри смерча нисходящий поток?
Мое мнение, если интересно :), заключается в том, что внутри смерча вообще нет никакого потока. Вакуум. Именно этим объясняется разрушение домов, попадающих внутрь смерча.
Мудрое мнение!
Полный вакуум или очень разряженный воздух?
Если второе, то уверены ли Вы, что он не движется (т е нет потока)?
Ну, да. Конечно, не абсолютный вакуум. Вы правы! Я что-то подумал, что речь шла о потоке воздуха, как минимум, атмосферного давления (101325 Па). ;)
Вообще говоря, внутри смерча восходящий поток, если верить следующему источнику. "Внутри воронки воздух поднимается, быстро вращаясь, создаётся область сильно разреженного воздуха" (©Википедия).
Цитата: василий андреевич от октября 06, 2010, 01:04:43
Попробуйте нарисовать на листе два циркуляра в виде
Не очень понятны причины ваших сомнений. По-моему все оч. наглядно. Физика и механика атмосферного вихря как объекта достаточно подробно изучена и теоретически и практически. Если интересует схема процесса нарисованная на бумаге можете поискать методички по авиационой метеорологии или пообщаться с летчиками или парашютистами, эти люди постоянно на практике сталкиваются с такими явлениями.
Внутри вихря восходящий поток.
Цитата: V.V.P от октября 06, 2010, 12:20:03
Мое мнение, если интересно :), заключается в том, что внутри смерча вообще нет никакого потока. Вакуум.
Ну, уж тут по-моему вообще не о чем спорить. Вакуум сам собой ниоткуда взяться не может. Согласно закону Бернулли чем выше скорость потока, тем ниже давление внутри него - школьная программа.
ЦитироватьВнутри вихря восходящий поток
А почему показывают по телеку, как из тучи
вниз выступает выступ, превращается в хвостик - и так вроде образуется (или возможно просто становится видимым) торнадо
Как то не верится, что этот выступающий вниз хвостик может быть результатом конденсации пара, ведь как Вы сами заметили в смерче давление низкое
Но может там по какой-то причине сильно падает температура?
Цитата: Alexy от октября 06, 2010, 21:13:58
Но может там по какой-то причине сильно падает температура?
На мой взгляд о температуре в вихре и около него говорить бессмыленно, потому, что нельзя говорить о температуре потока-порядка. Мы, зачастую, в явлениях динамических путаем температуру и давление, ведь принцип измерения и того и другого лежит в измерении объема и ничего более.
Формула хороша, но она констатирует, но не объясняет. Это подобно тому, как зная формулу падения яблока мы не можем судить о природе гравитации. Внутри вихря разряжение, которое можно объяснить следствием кругового движения, но, уверяю Вас, само круговое движение в той же мере может считаться следствием центростемительных сил и ускорений. В физике такие рассуждения о замкнутости причинно-следственного контура называют абракадаброй.
Надо начинать с процесса зарождения вихря. Я вижу это как торообразное движение, наподобие кольца дыма. Однако при развитии "действующего тора" излишки кинетической энергии восходящего (или нисходящего) потока в ядре тора преобразуются в кинетику вращения уже второго порядка, что собственно мы и наблюдаем как смерчь. Откройте механику движения материальной точки по окружности... Что такое моменты сил и инерции? это виртуальная математика векторов, или это реальные векторные градиенты энергии? лино я не всегда могу здесь отличить вирт от реалити. Мне гораздо легче объяснять подобные движения через квантовую механику, как вероятностные движения, эволюционирующие в закономерные, путем поглощения порций макроскопической размерности (не планковские).
Цитата: василий андреевич от октября 07, 2010, 09:38:22На мой взгляд о температуре в вихре и около него говорить бессмыленно
ЕЕ технически нельзя ничем померить?
Но если нельзя, то может температуру там по какой-то формуле можно предсказать? (Я в термодинамике не силен)
Присутствует ли там адиабатическое расширение?
Цитироватьвыступающий вниз хвостик может быть результатом конденсации пара
Да именно так. Температура падает при понижении давления возникают условия для конденсации. Если ещё раз попользоваться аналогиями из авиации, то есть оч. подходящий пример. По телевизору теперь часто попадаются кадры где показан пилотаж истребителей. Во время исполнения фигур при больших углах атаки над крыльями вдоль фюзеляжа или на законцовках крыла на короткое время возникает белый шлейф(не путать со следом от двигателя). Там происходит срыв потока.Возникает зона пониженного давления(и температуры конечно), образуется конденсат. Кстати сам поток из "линейного" становится вихревым.
Если вернуться к атмосферному вихрю, то пока он не набрал мощность, его видно только по следу конденсации под облаком, потом он начинает подбирать с поверхности земли что найдет и становится виден весь с ног доголовы :)
Цитата: василий андреевич от октября 05, 2010, 11:23:47
В моем воображении смерчь (вихрь, торнадо) всегда ассоциируется с некой саморазвивающейся системой, а анологии распространяются на такой широкий спектр природных явлений, что это далеко вылезает за "научные рамки".
Вы правы, особенно, когда нарушаются причинно-следственные связи и теряется понятие - где право, где лево.
Цитата: Alexy от октября 07, 2010, 18:36:57
ЕЕ технически нельзя ничем померить?
Но если нельзя, то может температуру там по какой-то формуле можно предсказать?
По термодинамическому (пятое, иногда, нулевое начало) определению температура есть мера теплового равновесия между телами (и термометром). Мы можем поместить измеритель над смерчем и у поверхности земли, но что это даст? Термодинамику правильнее было бы именовать термостатикой, просто в те времена динамикой называлось нынешнее понятие работы. Так вот дихотомия работы, как порядка, и тепла, как беспорядка, (их взаимообусловленность) в изостатических процессах породило учение о тепловых машинах. Теперь спрашиваю, что в смерче можно бы считать работой-порядком, а что теплом-хаосом? нельзя дать ответ, в динамическом движении они теряю смысл. Следовательно ни о каких адиабатических процессах речь вести нельзя.
Теоретически пересчитать в температуру, как качество хаоса определенного объема, можно все, что угодно. Например, легко вычисляема "температура" элекромагнитного излучения, как если это излучение сделать перемешанным в черном ящике. Но нельзя говорить о температуре направленного излучения. Это подобно тому как вычислять температуру бензина, как топлива, но можно пересчитать какая температура будет у воздухо бензиновой смеси, после окисления в данном объеме.
Убежден, что смерч, зародившись как система банальных вихрей или турбуленций, набирает мощь уже не вследствие перепадов температур, как источника свободной энергии, а как самодостаточно эволюционирующий объект. А вот за счет чего или по каким законам происходит эта эволюция нам и надо бы порассуждать.
Итак, начало - это случайные токи воздушных микрообъемов. затем, турбуленция приграничных потоков. потом самое завораживающее - организация разрозненности в упорядоченность. В мою юнность не было на рабочих местах электрочайников, чай заваривали в трехлитровых банках. Так вот, когда кидаешь на поверхность кипятка чай, в банке начинается ряд очень интересных видимых простым глазом движений. И это отнюдь не броуновское движение. Нечто подобное можно наблюдать и на поверхности чашки с горячим какао с добавкой сухого недорастворенного молока. Там возникают движения, упорядочивающиеся в систему вихрей, вихри взаимодействуют, разрушаются, а через секунды идет новая волна организации системы вихрей... Вот я и хочу посмотрень на "торнадко", как на модель эволюционирующей системы. Но только после того как пойму, что почем и от чего. Потому и вопрошаю ищущих.
Когда развивается крупное грозовое облако. То внутри него развивается система резкого барического градиента. Это приводит к образованию резких порывистых ветров - шквалов. Там есть ветер который дует вдоль земли снизу, и по встречному направлению сверху. То есть ось шквала направлена горизонтально земле.
Если ось шквала каким то образом поворачивается и становится вертикальной, то тогда шквал преобразуется в смерч.
Этот механизм приведен в учебниках по метеорологии. Других механизмов там не приведено.
Цитата: василий андреевич от октября 09, 2010, 11:51:21
Убежден, что смерч, зародившись как система банальных вихрей или турбуленций, набирает мощь уже не вследствие перепадов температур, как источника свободной энергии, а как самодостаточно эволюционирующий объект. А вот за счет чего или по каким законам происходит эта эволюция нам и надо бы порассуждать.
Итак, начало - это случайные токи воздушных микрообъемов. затем, турбуленция приграничных потоков. потом самое завораживающее - организация разрозненности в упорядоченность.
Так, ведь, происходит самоорганизация, что очень часто наблюдается в природе. Образование снежинки, например, - это тоже самоорганизация. Я думаю, вы все правильно здесь написали: ламинарный поток преобразуется в турбулентный сперва в приграничных областях, а затем во всем столбе смерча. Это все так. И происходит все по единым вполне законам, законам мироздания. Других у нас нет. Но я так понимаю, вы хотели бы услышать какие более конкретные законы действуют? :)
Если рассмотреть наравне со смерчами циклоны, которые тоже являются вихрями, то что будет общего и в чем разница?
Вот про смерч еще интересная информация. Может быть, здесь есть ответы? :)
Вот этот отрывокУдивили выделенные синим места!
Одно - ибо нормальное атмосферное давление (Международная стандартная атмосфера - МСА) - это 101 325 Па = 1013,25 гПа. Не малое ли понижение получается 50 гПа и 100 гПа - всего на 5-10%
А второе - ибо получается, что внутри смерча таки нисходящий потокЦитироватьСмерч представляет собой вихрь малой горизонтальной протяженности, который опускается в виде воронки из основания грозового облака. Как правило, смерч связан с возникновением мощных грозовых облаков, достигающих высоты 12—15 км, т. е. простирающихся выше тропопаузы.
Смерчи образуются вследствие конвективной неустойчивости атмосферы, вызванной процессами синоптического масштаба. Мощные грозовые облака обладают вихревым движением, являются генераторами смерчей, за что их называют «материнскими облаками».
Обычно смерч, опускаясь из такого облака к поверхности суши или моря, втягивает в себя пиль, песок, камни, траву и воду. Этот факт доказывает существование больших вертикальных потоков в смерчевом облаке. Смерчи сопровождаются самыми сильными ветрами, скорость которых, по оценкам, может достигать 130 м/с. Давление в центре смерча значительно ниже, чем на периферии: по данным измерений, понижение давления составляет 50 гПа, хотя по оценкам, оно может достигать и 100 гПа.
Структура смерча весьма сложная. В центральной части смерча образуется ядро диаметром 100—150 м и меньше, в котором скорость нисходящих движений воздуха достигает 60—80 м/с. Выхоложенный опускающийся воздух при конвергенции у поверхности Земли увеличивает разрушительную силу смерча. Вокруг ядра смерча отмечаются восходящие движения воздуха, скорость которых составляет 70—90 м/с. Результатом этих движений является конденсация водяного пара, что придаст смерчу белесоватый цвет, видимый издалека. Когда же смерч вбирает с себя пыль и песок, он становится темным.
Смерч разрушает почти все строения и деревья на своем пути. Быстрое падение атмосферного давления при движении смерча над строениями производит дополнительный эффект, усугубляя разрушение, производимое сильными ветрами. И если в здании нет достаточного количества открытых дверей и окон, способных уравновесить давление внутри здания и снаружи, то избыточное давление внутри здания при прохождении смерча поднимает крышу и выталкивает cteHU наружу. Обычно воронкообразное облако смерча распространяется вниз и достигает земной поверхности только на несколько минут, в течение которых смерч передвигается на один-два километра. Однако наблюдались смерчи, которые оставались у земной поверхности и перемещались на расстояние 20—50 км. Такие смерчи наиболее интенсивные и приводят к большим разрушениям и человеческим жертвам. Диаметр смерча относительно мал: от 50 м до 1 км.
Длительность существования смерча небольшая: от нескольких минут до нескольких часов. Длина пути в среднем 5—10 км, иногда более 30 км. Скорость движения смерча различна: от 10—20 до 60—100 км/ч. В редких случаях смерчи практически не передвигаются.
Если размеры смерчевого кучево-дождевого облака невелики (несколько километров в поперечнике), то в таком облаке может образоваться один смерч, реже два—три. Громадные облака с горизонтальной протяженностью 30—50 км и более, очень часто сопровождаются группой смерчей.
Смерчи наблюдаются в основном в европейской части СССР и в центральных штатах Северной Америки. На юге Западной Сибири, в Средней Азии и на озере Байкал смерчи крайне редки. Наибольшая вероятность смерчей приходится на Черное море вблизи побережья Кавказа, Центрально-черноземный район, Молдавию, Белоруссию и Прибалтику. Самый северный смерч наблюдался у Соловецких островов.
Смерчи, как и грозы, наиболее часто возникают после нолудня.
Смерчи связаны с двумя типами мезомасштабной циркуляции:
1) с облаками, имеющими горизонтальную ось вращения (крутящийся облачный вал) и наблюдающимися на линиях шквала перед быстро движущимися холодными фронтами;
2) с облаками, вращающимися вокруг вертикальной оси. Последний тип циркуляции чаще встречается на холодных фронтах, вдоль которых перемещаются мезомасштабные циклонические вихри. В передней части «материнского» облака первоначально, до возникновения смерча, существует крутящийся по ходу движения облачный вал.
Чаще всего смерчи возникают с правой стороны облака (по направлению его перемещения), представляя собой как бы продолжение правой части крутящегося вала, при этом наблюдается циклоническое вращение ветра. Имеют место случаи, когда в смерче происходит и антициклоническое вращение ветра.
Образование смерчей часто связано с развитием вне-тропических циклонов. Конвергенция воздуха на нижних уровнях и фронтальный подъем вызывают реализацию большого количества энергии неустойчивости. Исследования показали, что в самых нижних слоях конвергенция значительна, в основной толще атмосферы она слаба, а выше поверхности 400 гПа появляется и усиливается с высотой дивергенция потока, достигающая максимума вблизи уровня тропопаузы. Появление смерча почти всегда связано с наличием теплого слоя сухого воздуха, находящегося над мощным неустойчивым влажным слоем воздуха. Резкое понижение влажности приводит к увеличению потенциальной неустойчивости атмосферы. При достижении нисходящим потоком в кучево-дож-девом облаке сухого слоя, температура в нем вследствие испарения начинает быстро понижаться; на небольшом расстоянии возникают большие температурные контрасты и большие градиенты давления. В этой области низкого давления вероятно возникновение смерчей.
Обычно смерчи отмечаются в юго-восточной -части теплого сектора циклона, перед зоной относительно сухого воздуха у поверхности Земли.
Техническими средствами, позволяющими иногда обнаружить смерчи, являются метеорологические радиолокаторы. На экране радиолокатора смерч имеет вид подковообразного образования с просветом в центре
Цитата: Alexy от октября 11, 2010, 15:55:32
Вот этот отрывок
Удивили выделенные синим места!
Спасибо вам за перевод рисунка в текст!
А почему удивили места? Первое, например, говорит всего лишь о понижении давления внутри смерча. Раз в двадцать. Не на пять процентов. :)
И получается два движения: внутри нисходящий поток, а ближе к границе столба - восходящий.
"понижение давления составляет 50 гПа, хотя по оценкам, оно может достигать и 100 гПа" - Действительно! Это надо понимать не как "понижение на", а как "понижение до"
т.е давление там составит 5-10% от атмосферного давления
Самое низкое из замеренных давлений на уровне океана ниже 80% от нормы не бывает. Смерч образуется путем поворота горизонтального шквала. Соответственно в смерче (в отличие от циклона) внутри воздух может как опускаться так и подниматься. А ветер может закручиваться как по часовой, так и против часовой стрелки. В циклонах ветер закручивается всегда против часовой в северном полушарии. По часовой в южном.
Цитата: идрис от октября 12, 2010, 09:04:03
Самое низкое из замеренных давлений на уровне океана ниже 80% от нормы не бывает.
Откуда информация, если не секрет? :)
Моя - из справочника "Атмосфера", изданного в 1991 году под редакцией профессора Ю.С.Седунова.
Пожалуй, самый первый запатенованый "кондиционер" представлял их себя трубу. Внутри этой трубы, по стенкам устраивался циркулирующий поток. Так вот с одной стороны трубы выходил теплый (горячий) воздух, а с другой холодный. Чем не модель смерча, в которой "работает" не разница температур. Есть нагреватели воды (по памяти ключевые слова "юсмар, Потапов) в которых авторы рекламируют нагреватели с кпд больше 100% (уверяю Вас, это не курьез, а способ подсчета). Есть очень интересные циклонные способы обогащения руд, где тяжелые (плотные или большие по размерам) частицы перемещаются не к периферии кругового потока, а к его центру. Есть еще множество явлений, природа которых расшифровывается вроде бы наоборот привычной логике. Сейчас рекламируются нагреватели, работающие по принципу теплового насоса, с коэффициентом до 20. Казалось бы не стоит этому верить, ведь при такой теплоотдаче будет выгодно подобное тепло вновь переработать в электроэнергию... Но есть очень нехорошее "но". Мы не знаем из какой области пространства закачивается энергия у этих тепловых насосов. Допустим, эффект кавитации, иной раз, выглядит, как стяжение энергии из... , я не люблю слова вакуум.
К чему это я в данной теме? Да к тому, что смерчь и вихрь в той или иной форме присутствуют в этих изобретениях.
А неожиданный порыв ветра в полный штиль? А не приходилось ли Вам наблюдать как над сухой пашней в полное беветрие, когда на небе ни облачка, а зной изнуряет, вдруг, именно вдруг, появляется столбик смерча, он заметно набирает силу, растет вверх, расширяется там воронкой, игибается телом, как змея. А затем так же внезапно исчезает.
Самое простое назвать это самоорганизацией, но подобный термин таит в себе столько же загадок, как и зарождение жизни на Земле.
А вдруг через вихрь мы сможем приблизиться к пониманию гипотезы естественности движения от хаоса к порядку, но с соблюдением "проклятущего" второго начала?
Цитата: василий андреевич от октября 13, 2010, 18:21:21очень интересные циклонные способы обогащения руд, где тяжелые (плотные или большие по размерам) частицы перемещаются не к периферии кругового потока, а к его центру
Странно!
Цитата: Alexy от октября 14, 2010, 00:29:37
Странно!
То-то и оно, когда начинаешь говорить о циклическом способе обогащения, то все здравомыслящие спецы, обгоняя мысль, говорят, дескать, понятно, тяжелые отторгаются силами инерции на перефирию. Уверен, что поначалу изобретали обогатитель в надежде наблюдать именно этот эффект, но получили обратный. В каждом патенте ссылки, что теория пока не разработана.
Мне негде и не с кем было в свое время поделиться собственной гипотезой, а потому, Алексей, мне приятно изложить ее для Вас. Вся изюминка заключается в процессах, идущих до собственно попадания системы на "циклотрон". Что представляет из себя эта система? Это газо пылевидная или водо "подвешенная" смесь беспорядочно перемещающихся и сталкивающихся кусков породы. Вопрос: у каких кусков средняя (не векторная) скорость будет выше - у легких или у тяжелых? Ответ однозначен, ведь при хаотических сооударениях при равенстве импульса чем меньше масса, тем больше скорость. Упорядочивая такой "полухаос" в круговое движение, мы получаем распределение не столько по массам, сколько по скоростям, а они выше на естественной переферии спирального желоба. Это тем более верно, что в экспериментах выходило, что степень обогатимости возрастала, когда в водоэмульсионную смесь на начальных этапах циклов техническими приемами добавлялись разупорядчивающие источники в виде струек воды. Я работал на золоте. знаю, что такое "прибор", где золото осаждается, его устанавливают тракторами. А тут прибор, такой же производительности размером с духсотлитровую бочку!
А теперь вспомним, что небольшой смерчь вымирает, если выходит за пределы поверхности с пылью. Пыль, находящаяся в покое, попадая в поток, проходит стадию турбуленции, а потом, упорядочиваясь начинает своим распределением по плотностям...
подпитывать упорядоченный поток. Но если это именно так, то мы можем перейти от смерча к целому ряду явлений вроде бы противоестественной самоорганизации.
Честно говоря, я уже утомился размышлять об этих процессах сам с собой, они могут довести и до отчаяния.
Цитата: Alexy от октября 14, 2010, 00:29:37
Цитата: василий андреевич от октября 13, 2010, 18:21:21очень интересные циклонные способы обогащения руд, где тяжелые (плотные или большие по размерам) частицы перемещаются не к периферии кругового потока, а к его центру
Странно!
Например, круговой поток внутри достаточно островершинного конуса, направленного вершиной вниз.
Цитата: V.V.P от октября 19, 2010, 11:01:59
, круговой поток внутри достаточно островершинного конуса, направленного вершиной вниз.
В общем-то, очень заманчиво присвоить острию конуса роль "бифуркационного центра". Если острие является областью приложения неупорядоченных сил, выводящих покоящуюся наземную конструкцию из устойчивого равновесия (энергия превышает энергию активации), то логично представить вверх по перевернутому конусу последовательно сменяемые уровни организации. От хаоса к турбуленции и, затем, к дифференциации по орбитам тех или иных неоднородностей, обособившихся уже на первых двух стадиях. Но тогда на фактуре по смерчам надо бы иметь наблюдения такого распределения, если наблюдений нет, надо вообразить их. Распределение мгновенных скоростей в вихре, очевидно, следующее - в ядре нуль, далее по радиусу все больше, а на окраине, через незначительную турбулентность резкое стремление опять к нулю. Тоесть, ядро - это энергетическая яма, окруженная валами из энергии "активации" самого вихря. Но попасть в заветную яму, нельзя, не избавившись от кинетической энергии механического движения. Получается, что в вихре остаются только тела, уравновешенные кинетикой движения и потенцией центростремления. Все остальные "вымирают" из общего "эволюционного" потока среды. (???) А призабавненько!
Цитата: V.V.P от октября 19, 2010, 11:01:59Цитата: Alexy от октября 14, 2010, 00:29:37очень интересные циклонные способы обогащения руд, где тяжелые (плотные или большие по размерам) частицы перемещаются не к периферии кругового потока, а к его центру
- Странно!
Например, круговой поток внутри достаточно островершинного конуса, направленного вершиной вниз
В смысле круговое движение тут используется только для взбаламучивания более легких частиц (т е в принципе можно использовать любое другое движение воды, а не обязательно круговое), а более тяжелые опускаются вниз просто под действием гравитации?
Цитата: Alexy от октября 20, 2010, 12:03:51
В смысле круговое движение тут используется только для взбаламучивания более легких частиц (т е в принципе можно использовать любое другое движение воды, а не обязательно круговое), а более тяжелые опускаются вниз просто под действием гравитации?
Да.
Цитата: V.V.P от октября 20, 2010, 13:20:00
Цитата: Alexy от октября 20, 2010, 12:03:51
В смысле круговое движение тут используется только для взбаламучивания более легких частиц (т е в принципе можно использовать любое другое движение воды, а не обязательно круговое), а более тяжелые опускаются вниз просто под действием гравитации?
Да.
Нет.
Например, сортировочная машина по разделению алмазной пыли на фракции по размерам устроена как воздушный поток, направляемый по спирали все большего радиуса в плоскости. На выходе труба разделена вертикальными перегородками из которых выдуваются фракции, по большой орбите, с внешней стороны мелкие, с внутренней, по меньшей орбите, крупные. Традиционный способ разделения по скорости осаждения в вязких жидкостях обладает тысячекратно меньшей производительностью.
Поверьте, я два сезона работал на золотых приисках геологом и горным мастером, традиционный способ гравитационного обогащения знаю хорошо.
А ось спирали вертикальна? Если да, то движение вдоль этой оси вверх или вниз?
Для сортировки в воздушном потоке гравитационные силы могут не учитываться. Чито технически удобно располагать накрученную спираль-трубу в горизонтальной плоскости, как оладышек. Для отделения зерна от примесий или угля от кусков породы спираль располагается вертикальным способом, смесь соскальзывает по гладкому желобу, то же в водной среде, но в верхней части спирали смесь подпитывается струйками воды, дополнительно разупрядочивающими смесь турбуленцией.
О смерчах
Раз происходит вращение воздуха, то около ос вращения должно создаваться область низкого давления, куда должен засасыватся воздух (так как снизу земля, то он будет засасываться сверху)
Как я понимаю пока генезис вертикальных вихрей объясняется так. Во время сильных гроз образуются резкие шквальные ветры. Щквал это такая форма когда ось вращения параллельно земле. Далее в ходе каких то процессов один конец шквала касается Земли и после этого горизонтальный шквал поворачивается и становится вертиканым. Потому собственно сама область вращения существует и до того как образуется смерч. Но как только шквал касается одним краем земли, то он уже обречен и постепенно деградирует и разрушается.
Цитата: идрис от ноября 15, 2010, 21:26:59
Но как только шквал касается одним краем земли, то он уже обречен и постепенно деградирует и разрушается.
Я как раз хочу подтолкнуть Вашу мысль к обратному.
Любое упроядоченное движение, будь то вертикальный срыв малого воздушного объема или случайного порыва газа или жидкости, является формой упорядоченности, как бы структуры, которая обладает не просто кинетической энергией, но и как бы потенциальной, которая при разрушении потока может превратиться в тепловой хаос. Движение потока не может оставаться прямолинейным и равномерным. Сам процесс начала турбуленции - это выработка условной центробежной точки. Далее физика вращательного движения (моменты инерции и сил). Чем сильнее закручивается поток тем выше внутренняя область низкого давления, а рос низкого давления заставляет вихрь вращаться еще быстрее, пока он не разрушится в тепловой хаос за счет внутреннего трения.
Однако, касаясь поверхности земли "вакуум" может засасывать внутрь и пускать по дуге окружности частицы тяжелее воздуха. По сути это означает, что при сохранении упорядоченности вихревого вращения без роста скорости потока, увеличивается его энергия при росте разряжения внутри кольца. Потому смерчь разрушается не когда натыкается на ломаемые им препятствия, а когда не встречает их. Например плотный травяной покров не способен поставлять вихрю подходящее "питание". Вода же с рыбами и лягушками или бревенчатые дома и "автобусы" его вполне устраивают.
Как фантазию, очень даже подозреваю, что смерчь может "размножаться" делением ;D, но это так, что бы подчеркнуть аналогии.
Цитата: идрис от ноября 15, 2010, 21:26:59
Как я понимаю пока генезис вертикальных вихрей объясняется так. Во время сильных гроз образуются резкие шквальные ветры. Щквал это такая форма когда ось вращения параллельно земле. Далее в ходе каких то процессов один конец шквала касается Земли и после этого горизонтальный шквал поворачивается и становится вертиканым
Так и вертикальное вращение тоже может существовать до появления смерча.
Воздушные массы могут подкручиваться струйным течением (так в фильме одном говорили)
Вопрос не в том, откуда берется в облаках вращение, а в предсказании, когда это вращение приведёт к смерчу, а когда - нет
Меня ещё интересует генезис нисходящего потока внутри смерча
Интересно, встречный (нисходящий) поток внутри смерча может быть смоделирован например в воде или другой какой-то жидкости?
Поскольку вихрь может касаться земли разными концами, то ветер в смерче может вращаться как по часовой так и против часовой стрелке. Этим собственно он отличается от обычных циклонических явлений. Смоделировать вихрь в воде можно. Наполняете ванну. Ставите вертикально ладонь. Потому под углом 40 или больше градусов резко опускаете руку в воду. Положение ладони не меняете. Вслед за вашей рукой (которая погружается) возникнет нескольк водяных вихрей (водоворотов).
Как я понимаю. Для того чтобы возникли смерчи необходимо два условия.
Первое: возникновение протяженных мощных шквалов.
Второе: наличие специфических неровностей поверхности, которые приводили бы к тому, чтобы шквал не ломался на части, а как целое поворачивался и мог коснуться поверхности Земли.
Цитата: Alexy от ноября 16, 2010, 12:47:22
Меня ещё интересует генезис нисходящего потока внутри смерча
Интересно, встречный (нисходящий) поток внутри смерча может быть смоделирован например в воде или другой какой-то жидкости?
А Вы понаблюдайте за процессом зарождения вращения при сливе грязно мыльной воды из ванной. Вначале есть сгущающийся перед отверстием ламинарный поток. Потом возникают и пропадают случайные завихрения. Потом над отверстием в ванной устанавливается тонкая вращающаяся область-стержень. Стержень, идентифицируемый по взвешенным в воде частицам как бы ползет вверх или вниз, может и развалиться, а потом вырасти вновь. Наконец стержень становится устойчивым и на поверхности воды образуется закрученая воронка, которая затем разрастается в сквозную дыру области низкого давления, из которой за счет центробежного ускорения, уходит вода и появляется воздух.
И даже более того, по-моему воздух по этому воздушому стержню поднимается вверх - выходит из трубопровода в ванну
Но хотелось бы модель без газа, а только с жидкостью, неапример с двумя жидкостями разной плотности (растворимыми друг в друге или нет)
или с чистой жидкостью и раствором соли в ней же (для того чтобы был градиент плотностей, как у воздуха в смерче)
Будет ли в этих случаях внутри вихря поток противоположного направления?
То, что я знаю о водоворотах, говорит об отсутствии такого потока. Предметы однозначно затягивает под воду в центре воронки и выбрасывает на поверхность в стороне. Я понимаю, что очень хочется чем-то заполнить "вакуум" центральной части, но ведь если заполнение произойдет, то не будет и вакуума, но тогда не будет и закручивания.
Впрочем совершенно очевиден такой эксперимент. Раскрутим бутылку с тяжелой жидкостью и перевернем ее в легкую. Тяжелая по спирали будет стекать вниз, а легкая засасываться в центральном восходящем потоке. Но ведь тут твердая бутыль...
Цитата: василий андреевич от ноября 17, 2010, 19:32:47То, что я знаю о водоворотах, говорит об отсутствии такого потока. Предметы однозначно затягивает под воду в центре воронки и выбрасывает на поверхность в стороне
А снизу там ничего не может подниматься? Может в случае, если водоворот не доходит до дна?
Если есть область разряжения вблизи дна, то муть просто обязана подниматься и засасываться в водоворот, но ведь то же самое и вверху, вода перетекает не по окружностям, а по спирали к центру, и лишь затем участвует в нисходящем круговом движении.
Но можно к водовороту отнестись как к эволюционной динамической структуре. От 0 до +4 гр. Ц. вода имеет квазикристаллические свойства, от +4 до 37 растет по параболе ее теплоемкость, затем падает и приблизительно с 70 гр., вода приобретает свойства газа, т.е. ее молекулы участвуют в тепловом хаосе. Вопрос не маловажный, почему у воды наблюдается пик теплоемкости. По-видимому, неупорядоченность в виде тепла самоорганизуется в каке-то временные структуры, типа турбулентных вихрей, как фрагменты структур Бернара. При дальнейшем повышении температуры ядра турбуленции или даже целые торообразные вихри не могут существовать в малом объеме и разрушаются. Однако в больших объемах, беспорядок при притоке кинетической энергии может организовываться путем созидания устойчивых объемных ячеек.
Что надо для этого? Безусловно перевод части кинетики в потенцию. Самой лучшей формой выработки потенциальной энергии является торообразная динамическая структура, у которой область низкого давления располагается по внутреннему кольцу тора. В этом же кольце можно поместить область потенциального минимума, куда стремится кинетика вращения, но достигнуть не может. В этом кольце мы имеем нечто вроде гравитирующей области, но без массы, которая попав туда, находилась бы в состоянии неустойчивого равновесия. Поэтому, если массивное тело туда попадет, то оно разрушит идеальность структуры и избыточная кинетика обретет более устойчивую форму в виде "столбового" водоворота. Таким образом, водоворот есть работа сообщества молекул воды по самоорганизации в структуру. При этом свободной энергией являются неупорядоченные завихрения и потоки, само круговое движение - это порядок, т.е. работа. А вот что является аналогом внешней среды, отрицательная работа которой над системой и создает область потенциального минимума? Получается, что все то же круговое движение. Но ведь оно образуется в результате того, что создается область низкого давления.
И мы приходим к пониманию процесса самоорганизации, как недетерминированного упорядочивания внешнего хаоса в результате, так называемого, причинённого, замкнутого самого на себя процесса по утилизации беспорядка в структуру. (это я уже добавляю идейки к вашей теме в детерминированном хаосе).
Цитата: василий андреевич от ноября 18, 2010, 14:40:08
Если есть область разряжения вблизи дна, то муть просто обязана подниматься и засасываться в водоворот, но ведь то же самое и вверху, вода перетекает не по окружностям, а по спирали к центру, и лишь затем участвует в нисходящем круговом движении
Вверху не совсем то же самое!
Там вся вода крутится и поэтому не может течь к центру вращения (и затечь в стержневую область водоворота - где низкое давление), а вот если бы придонная вода не крутилася, то она бы могла (хотя не уверен)?
Цитата: Alexy от ноября 18, 2010, 21:24:10
Вверху не совсем то же самое!
Там вся вода крутится и поэтому не может течь к центру вращения
Уверяю Вас, вода на поверхности по циклоиде стремится к центру. Проверьте в ванной, Вы увидите как с поверхности плавающая "грязь" (киньте спичку) затягивается в центральную область, где вращаеся, а потом в стержень, по которому и опускается в сливное отверстие. Но это в ванной, в океане могут быть и иные водовороты глобальных размеров. И не обязательно, что это реакция на "розу ветров". Это способ самоорганизации природы, когда устойчивое (или безразличное) равновесие срывается в организацию упорядоченного потока.
Я неточно выразился
Хотел сказать, что она течет (в направлении) не К центру, а почтипо касательной
А некрутящаяся вода могла бы устремиться в центр водоворота напрямую
Цитата: Alexy от ноября 18, 2010, 22:15:57
А некрутящаяся вода могла бы устремиться в центр водоворота напрямую
А поначалу именно так и происходит. Правда в нижних слоях (в ванной). Закручивание обычно объясняют действием сил Кориолиса. Но я многократно пальцем закручивал воду как в одну, так и в другую сторону, ей К. сила до лампочки, разве, что предпочтительность начала.
Закручивание - это именно самоорганизация некой избыточной кинетики (в абстракции, теплового хаоса) в подходящую данному случаю динамическую структуру. Как безобидную фантазию (для внутреннего себяпользования) можно поразмышлять о самоорганизации генома, который стремится организоваться под воздействием хаотических ударов, привносимых "средой". А среда - это поставшик уже очень сложно организованного "хаоса". Так сказать, хаоса структур.
у меня тут мысль возникла (в соседний топик закинул) , но здесь тоже что-то похожее.
Я имею ввиду чёрную дыру в центре галактики. Что если там тоже ничего нет , что-то типа вакуума. Просто центр вращения или масс. Так же как в смерче или в воронке при сливе воды. Хотя более похожа вращающаяся в стакане вода.
???
Ох, как Вы сходу быка за рога, смело... Но, если быть честным, то для того и заводил тему, что бы подтолкнуть мысль к идеи возникновения отрицательных сил, как следствия кругового движения. И эволюции этих сил в процессе вовлечения материи в круговорот вещества и энергии.