Летим на Венеру в 2016

Xan>>> Спроси у гугля "скоростной напор аэродинамика".

2*2=7> Сверхкритическая жидкость (нечто среднее между газом и жидкостью), на чём Хан и обжёгся

Ты не физик. Ты просто обчитался вики.

А про скоростной напор ты даже вики не осилил.

2*2=7> При переходе через критическую точку аэродинамическое сопротивление сильно возрастает

Откуда ты это взял, гений?

Как ты объяснишь поведение изотерм при 100 атм и температуре 100 и более градусов?
Где там "переход через критическую точку", покажи пальцем?

2*2=7> (уже не квадратичный закон), что и позволило садится последним "Венерам" на тормозном щитке, а не парашюте.

Бред.
Спуск на щитке прекрасно считается для газа. Без всякой "сверхкретинистичности".

2*2=7

S.I.> При переходе через критическую точку аэродинамическое сопротивление сильно возрастает (уже не квадратичный закон)

Источник этого утверждения можно?
Закон квадратичен в широком диапазоне скоростей и для жидкостей, и для газов (пока ниже св/зв). С чего бы ему радикально отличаться для сверхкритических?

Я бы еще понял, если бы утверждалось, что в силу высокой плотности и на ср. малых скоростях должен быть также значим вклад вязкого трения, с линейной компонентой.
Это, кстати, вполне может быть справделиво для Венеры - но вот только причём здесь сверхкритичность? С трудом могу себе представить, что с переходом вязкость растёт - скорее, должно быть справедливо обратное (по кр. мере вязкость подавляющего большинства жидкостей и аморфных тел падает с ростом температуры).

При переходе через критическую точку аэродинамическое сопротивление сильно возрастает (уже не квадратичный закон)
Fakir> Закон квадратичен в широком диапазоне скоростей и для жидкостей, и для газов (пока ниже св/зв). С чего бы ему радикально отличаться для сверхкритических?
Ты не понял. Или я плохо объяснил. При ПЕРЕХОДЕ через критическую точку не квадратичен. Аналогично при движении в водяном паре и в воде.


У поверхности Венеры её атмосфера - почти сверхкритическая жидкость на диаграмме выше. Выше - обычный газ.

Fakir> Я бы еще понял, если бы утверждалось, что в силу высокой плотности и на ср. малых скоростях должен быть также значим вклад вязкого трения, с линейной компонентой.
Ну так я об этом и пишу. Этот значимый вклад к этому и приводит - увеличению сопротивления не пропорционально плотности среды.

Xan>>> Спроси у гугля "скоростной напор аэродинамика".
EG54>> Вопрос чайника. Что такое состояние газа между газом и жидкостью?
S.I.> При переходе через критическую точку аэродинамическое сопротивление сильно возрастает (уже не квадратичный закон), что и позволило садится последним "Венерам" на тормозном щитке, а не парашюте.

Сверхкритичное состояние между газом и жидкостью у поверхности Венеры постоянное, или такое состояние кратковременно? Визуально, по снимкам с поверхности Венеры это как то заметить можно? Вроде волн, от упавшего предмета.
Устоявшееся состояние свободного падения аппарата на Венере из-за плотности атмосферы будет меньше земного. Вероятно, что юбки, а не парашюта для этого хватает.
Всегда смущают новые сущности.

EG54> Сверхкритичное состояние между газом и жидкостью у поверхности Венеры постоянное, или такое состояние кратковременно? Визуально, по снимкам с поверхности Венеры это как то заметить можно? Вроде волн, от упавшего предмета.
Судя по диаграмме состояний СО2 - постоянное.
В сверхкритическом состоянии нет границы между газом и жидкостью.

Дело в том, что при высоком давлении и плотности исчезает различие между жидкой и газовой фазой вещества. Соответственно, газовая смесь может частично разделиться на фракции, как это происходит в жидкости. Например, для CO2 критическая температура составляет 303,9 K, критическое давление — 72,8 атм, а критическая плотность — 0,468 г/см3. Как видим, условия у поверхности Венеры вполне могут создать условия для перехода атмосферы в сверхкритическое состояние.

 

Сверхкрити́ческий флюи́д (СКФ), сверхкрити́ческая жи́дкость — состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Любое вещество, находящееся при температуре и давлении выше[1] критической точки, является сверхкритической жидкостью. Свойства вещества в сверхкритическом состоянии промежуточные между его свойствами в газовой и жидкой фазе. Так, СКФ обладает высокой плотностью, близкой к жидкости, низкой вязкостью и при отсутствии межфазных границ поверхностное натяжение также исчезает. Коэффициент диффузии при этом имеет промежуточное значение между жидкостью и газом. Вещества в сверхкритическом состоянии могут применяться в качестве заменителей органических растворителей в лабораторных и промышленных процессах, наибольший интерес и распространение в связи с определенными свойствами получили сверхкритическая вода и сверхкритический диоксид углерода[2][3].

 

Плотность атмосферы Венеры настолько высока, что её движение даже могло заставить Венеру остановить вращение, а затем начать медленно вращаться в противоположную сторону (есть такая теория). Сейчас Венера медленно вращается в сторону, противоположную земному, и делает один оборот вокруг оси за 243,02 земных суток.

Неожиданным для учёных было то, что согласно показаниям «Веги-2» атмосфера Венеры оказалась довольно нестабильной на высоте менее 7 км — этот слой гораздо горячее, чем слой выше. Фактически, эти показания данных советского зонда до сих пор остаются необъяснимыми. Сейчас учёные предложили новое объяснение этим необычным показаниям сенсоров. Они считают, что на самом деле нижние слои атмосферы представляют собой сверхкритическую жидкость.

 

S.I.>> При переходе через критическую точку аэродинамическое сопротивление сильно возрастает (уже не квадратичный закон)
Fakir> Источник этого утверждения можно?

Голова гения only!!!

Он не понимает, что все эти чудеса около критической точки (сильные флуктуации плотности, очень большая сжимаемость) существуют только в пределах первых единиц градусов.

Если посмотреть на приведённый мной график, там изотерма 40 градусов ещё кривовата, и не очень похожа на гиперболу 1/x. Но уже имеет вполне приличный наклон. А она всего на 9 градусов выше критической точки.
А изотерма 60 градусов уже на глаз неотличима от гиперболы, и при 60 градусах будет практически нормальный газ. С точки зрения аэродинамики.
Хотя чисто формально можно говорить, что "сверх".
А уж при 450 градусах на Венере думать об каких-то особенностях сверхкритичности могут только абсолютно непонимающие физику 2*2=7.

Xan> А изотерма 60 градусов уже на глаз неотличима от гиперболы, и при 60 градусах будет практически нормальный газ. С точки зрения аэродинамики.
От гиперболы она неотличима - только эта гипербола приближается не к нулевой оси, а примерно к плотности жидкости.
Т.е. межмолекулярные связи на растяжение работают как газ, а на сжатие - как жидкость, некуда сжиматься ведь.

Дем> От гиперболы она неотличима - только эта гипербола приближается не к нулевой оси, а примерно к плотности жидкости.

Да это понятно.
Только плотность атмосферы там меньше 4 процентов от плотности жидкости.
Учитывать такие мелочи при расчёте парашютов и щитков = ловля блох.

Xan> Только плотность атмосферы там меньше 4 процентов от плотности жидкости.

Атмосферное давление на поверхности Венеры в 92,1 раза выше, чем на поверхности Земли, и равно давлению на глубине около 910 метров под водой. Из-за этого углекислый газ фактически является уже не газом, а сверхкритическим флюидом. Таким образом, нижние 5 км тропосферы представляют собой полужидкий-полугазообразный океан. Атмосфера Венеры имеет массу 4,8⋅1020 кг, что в 93 раза превышает массу всей атмосферы Земли[1], а плотность воздуха у поверхности составляет 67 кг/м3, то есть 6,5 % от плотности жидкой воды на Земле[1].
Ветра вблизи поверхности Венеры намного медленнее, чем на Земле, и имеют скорость всего несколько километров в час (как правило, менее 2 м/с — в среднем от 0,3 до 1,0 м/с). Однако из-за высокой плотности атмосферы у поверхности этого вполне достаточно для переноса пыли и мелких камней по всей поверхности, подобно медленному течению воды[1][26].

 

Xan> Только плотность атмосферы там меньше 4 процентов от плотности жидкости.

> а плотность воздуха у поверхности составляет 67 кг/м3, то есть 6,5 % от плотности жидкой воды на Земле

А углегаз надо сравнивать с двуокисью углерода, а не с дигидридом кислорода.

При атмосферном давлении сухой лёд имеет плотность 1562 кг/м.

67 / 1562 = 4.3%

При давлении 100 атм сухой лёд будет ещё немного плотнее, вот и получится 4 процента, о которых я писал.
Про именно жидкость я данных не нашёл, но при больших давлениях надо ориентироваться на самое плотное состояние, когда молекулы занимают минимальный объём.

> таким образом, нижние 5 км тропосферы представляют собой полужидкий-полугазообразный океан.

Это автор эмоционирует, как девочка. "Для красного словца."
Например в термоядерной бомбе дейтерид лития сжимается в тысячи раз и нагревается до миллионов градусов.
Но ни один разумный чел не назовёт его состояние "сверхкритическим флюидом".
Именно потому, что температура значительно выше критической, силы притяжения между молекулами пренебрежимо малы, среду можно считать газом.

> Ветра вблизи поверхности Венеры намного медленнее, чем на Земле, и имеют скорость всего несколько километров в час (как правило, менее 2 м/с — в среднем от 0,3 до 1,0 м/с). Однако из-за высокой плотности атмосферы у поверхности этого вполне достаточно для переноса пыли и мелких камней по всей поверхности, подобно медленному течению воды

Тут нужен арифмометр и знания о том, как считается скоростной напор.

Поскольку 2*2=7 не смог этого осилить, повторяю:

Скоростной напор = pho * v² / 2

Скорость здесь во второй степени, а плотность только в первой. Поэтому при пересчёте скорости из плотности надо брать корень.

И так, плотность атмосферы делим на плотность воды и извлекаем квадратный корень:

(67 / 1000)^0.5 = 0.25884358211089569141355443308985 ~ 0.26

Вот на этот коэффициент надо умножать скорость венерианского ветра, чтоб получить скорость воды, дающей тот же скоростной напор.

1 м/с --> 26 см/с

Xan> Вот на этот коэффициент надо умножать скорость венерианского ветра, чтоб получить скорость воды, дающей тот же скоростной напор.
Xan> 1 м/с --> 26 см/с
Ну, уже прогресс.. Хоть не лёгкий ветерок на Земле.
Сравнимо со скоростью течения равнинных рек.

Северский Донец впадает в Дон в 218 км от его устья на высоте 5,5 м над уровнем моря. Таким образом, падение реки составляет 195 м, средний уклон 0,18 м/км. Скорость течения Северского Донца небольшая, на некоторых участках практически нулевая, от 0,15 м/c у Чугуева до 1,41 м/с у Лисичанска.

 

S.I.> Ты не понял. Или я плохо объяснил. При ПЕРЕХОДЕ через критическую точку не квадратичен. Аналогично при движении в водяном паре и в воде.

Ничего не понял. Совсем. В каком смысле - при переходе? Типа, если тело движется в среде, параметры которой внезапно меняются?

И вообще, ты это сам придумал, или прочитал где? Если сам - объясняй идею дальше, если прочитал - лучше ссылку дай.

S.I.> Ну, уже прогресс..

А, так это ты меня победил, да?

Ну теперь сам пересчитай на скорость земного ветра.
Я тебе образец арифметики уже дал.

Ну, давай:

67 / 1.2 = 56 метров в секунду!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!11111111111111

Так?

2*2=7 ?

Fakir> Ничего не понял. Совсем. В каком смысле - при переходе? Типа, если тело движется в среде, параметры которой внезапно меняются?
Два метода расчёта. Один, от Хана - тело движется в обычном газообразном СО2, а другой - в сверхкритическом флюиде СО2.
Изначально спор был о том какому ветру на Земле соответствует ветер 0,5 м/с на Венере по скоростному напору:

Полл>> Непосредственные измерения скорости ветра были проведены "Венерой-8", давшей среднюю скорость ветра у поверхности 0,5 м/с. Напомню, давление у поверхности - 90 атмосфер, поэтому этих 0,5 м/с хватает, чтобы камни катать.
Xan> Плотность атмосферы относительно земной:
Xan> давление_там / давление_у_нас * молекулярный_вес_углегаза / молекулярный_вес_воздуха / температура_там * температура_у_нас
Xan> 90 / 1 * 44 / 29 / (450 + 300) * 300 = 54.6
Xan> Так как скоростной напор пропорционален квадрату скорости, из отношения плотностей надо извлечь корень:
Xan> sqrt(54.6) = 7.39
Xan> Тогда эквивалент тамошнего ветра на Земле будет:
Xan> 7.39 * 0.5 = 3.7 м/с
Xan> Лёгкий ветерок, который даже пыль не поднимет.
Xan> И никакого перекатывания агромадных бетонных блоков!!!
Xan> Ну почему?! Ну почему люди такие легковерующие???!!!
Xan> Ведь у каждого есть арифмометр!!!
Xan> И средненькое школьное образование.

 

На что я ответил:

Скорость посадки известна отсюда:
Венера-9 и Венера-10, СССР
Межпланетные станции Венера-9 и Венера-10. // galspace.spb.ru
-7 м/с. Масса посадочного аппарата - 660 кг. Диаметр посадочного щитка 2,1 м. Несложно посчитать, что нагрузка на его площадь (или скоростной напор) в момент посадки составляла 190 кг/м2.

 

Для аналогичной скорости снижения на Земле СА Союз массой 2800 кг (при посадке ещё меньше, но ладно) требуется парашют площадью 1000м2. Т.е. нагрузка на площадь 2,8кг/м2. Получается соотношение скоростных напоров на Венере и Земле при одинаковой скорости потока 190/2,8=68. Т.е. ветру в 0,5 м/с на Венере по скоростному напору будет соответствовать (с учётом вязкости атмосфер Земли и Венеры у поверхности) земной ветер 68*0,5=34м/с. Ураган, однако..

 

Разница на порядок.

S.I.> Два метода расчёта. Один, от Хана - тело движется в обычном газообразном СО2, а другой - в сверхкритическом флюиде СО2.

В ЧЁМ РАЗНИЦА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ?! Хоть газ, хоть жидкость, хоть сверхкритический, лишь бы одинаковая плотность. Разница - в чём, с фига ли там будет не ро-вэ-квадрат, а нечто иное?

(вязкостью пока пренебрежём)

S.I.> Изначально спор был о том какому ветру на Земле соответствует ветер 0,5 м/с на Венере по скоростному напору:

Ну единственное, что в оценке у Хана не на 100% корректно, и при этом может иметь отношение к суперкритике - это пересчёт плотности из давлений. Действительно, там может быть не вполне корректно уравнение состояния идеального газа.

Но квадрат скорости-то чем провинился?!

Fakir> В ЧЁМ РАЗНИЦА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ?! Хоть газ, хоть жидкость, хоть сверхкритический, лишь бы одинаковая плотность. Разница - в чём, с фига ли там будет не ро-вэ-квадрат, а нечто иное?
Fakir> (вязкостью пока пренебрежём)
Так это самое главное в данном случае.
Fakir> Но квадрат скорости-то чем провинился?!
В не учёте изменения вязкости при переходе от газа к флюиду. При одинаковой плотности квадрат ни в чём не провинился. Вернее будет сказать что с ростом плотности сопротивление растёт нелинейно после критической точки.

S.I.> Получается соотношение скоростных напоров на Венере и Земле при одинаковой скорости потока 190/2,8=68. Т.е. ветру в 0,5 м/с на Венере по скоростному напору будет соответствовать (с учётом вязкости атмосфер Земли и Венеры у поверхности) земной ветер 68*0,5=34м/с. Ураган, однако..

П**дец.
Ты неизлечим.
2*2=7

Хотя я тебе давал формулу скоростного напора и спецом заострял внимание, что в ней скорость в квадрате.

Что с тобой? Почему ты этого не понимаешь?

Xan> Что с тобой? Почему ты этого не понимаешь?
Это Сергей Иванов. Если ты еще не знал. Привыкни и смирись.

Fakir> Ну единственное, что в оценке у Хана не на 100% корректно, и при этом может иметь отношение к суперкритике - это пересчёт плотности из давлений. Действительно, там может быть не вполне корректно уравнение состояния идеального газа.

Можно посмотреть на отличие уравнений идеального и реального газа:

PV = RT
(P + a/V²) * (V - b) = RT

здесь a — сила притяжения между молекулами, b — объём молекул.

Объём газа в 1562 / 67 = 23 раза больше объёма молекул. А там ещё и квадрат объёма — неидеальность за счёт притяжения будет маленькой.
Существенна она, например, в критической точке, когда плотность 468. Но (468 / 67)² = 50.

Объём молекул b в атмосфере составляет около 4 процентов, так что и поправки на "реальность" того же порядка — проценты.

То есть, на обсуждение "ураган — неураган" реальность газа не влияет.

Fakir> Но квадрат скорости-то чем провинился?!

Э-э-э... Ме-е-е... Бе-е-е... НЕЗНАЮ!!!!!!!

Xan> Можно посмотреть на отличие уравнений идеального и реального газа:
Xan> PV = RT
Xan> (P + a/V²) * (V - b) = RT

Ван-дер-ваальсово в этой форме - лишь одно из приближений. Насколько оно корректно (и с какими константами) именно для углекислого именно в этом диапазоне - я не знаю.

S.I.> В не учёте изменения вязкости при переходе от газа к флюиду.

Ок, где данные об её изменении?

Fakir> Ван-дер-ваальсово в этой форме - лишь одно из приближений.

Да, самое школьное.

Fakir> Насколько оно корректно (и с какими константами) именно для углекислого именно в этом диапазоне - я не знаю.

Ну, какое-то чувство физики должно быть.
Видно же, что для условий Венеры поправки малы. И можно успокоиться.

Кроме того, осуждается не сверхзвуковой полёт, когда плотность и прочее меняется в разы, а всего лишь движение со скоростью несколько м/с — на два порядка меньше скорости звука. А изменение плотности, значит, на 4 порядка меньше.
Даже если бы было близко к критической точке (единицы градусов), v² никто не отменял.

Не забываем о сути спора — "ветер катит огромные валуны"!!!