大氣均質(zhì)層內(nèi)無重力分離_第1頁
大氣均質(zhì)層內(nèi)無重力分離_第2頁
大氣均質(zhì)層內(nèi)無重力分離_第3頁
大氣均質(zhì)層內(nèi)無重力分離_第4頁
大氣均質(zhì)層內(nèi)無重力分離_第5頁
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文檔簡介

大氣均質(zhì)層內(nèi)無重力分離第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

設(shè)大氣粒子熱運(yùn)動(dòng)平均速率為v，平均自由程為，平均自由時(shí)間為.

第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

在討論大量粒子的行為時(shí)，對于任何一個(gè)指定的時(shí)刻，粒子從此時(shí)刻到以前或者以后受碰撞時(shí)刻所經(jīng)歷的時(shí)間都是

=/v.

第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一因此，包含此指定時(shí)刻的相繼兩次碰撞之間的時(shí)間間隔為2.

粒子在每一次隨機(jī)碰撞后的平均速率為零。

第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

由于重力的作用，粒子將向下漂移，在2時(shí)間間隔內(nèi)所達(dá)到的最大漂移速率為

umax=g2=2g，

因而其平均漂移速率為

u=umax/2=g=g/v.

第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

當(dāng)粒子累計(jì)漂移的距離等于大氣標(biāo)高H時(shí)，粒子的數(shù)密度將降到1/e.這一過程所經(jīng)歷的時(shí)間可視為產(chǎn)生重力分離的所需的擴(kuò)散時(shí)間dif.

第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一dif=H/u=Hv/(g)

=[RT/(g)][8RT/()]1/2/

(g)

=(8R3/)1/2(T/)3/2/(g2)

38.2580(T/)3/2/(g2).

第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

從另一方面看，粒子在每一次隨機(jī)碰撞后，在相繼兩次碰撞之間從靜止開始所通過的漂移距離為

S=(1/2)g(2)2=2g2.

第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

而其平均漂移速率為

u=S/(2)=2g2/(2)=g.

由此可見，也能得到

u=g=g/v.

同樣可得

dif=H/u

38.2580(T/)3/2/(g2).

第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

利用dif

38.2580(T/)3/2/(g2)，采用標(biāo)準(zhǔn)大氣的數(shù)據(jù)，可求得距離地面高度為h時(shí)的dif，結(jié)果如下。

第10頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一h/km

dif

0.001.89105a；

15.01.97104a；

30.02.01104a；

50.0149a；

90.0107d；

120

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