Устойчивого состояния
О чем говорят эти проценты? В экологии для описания устойчивости природных процессов используют правило 1 и 10 % (точки Пастера). Отклонения до 1 % от положения устойчивого равновесия свидетельствуют о возможности сохранения состояния устойчивости процессов. Отклонения в 1 % и более — о начале выхода системы из состояния устойчивости, а при отклонениях более 10 % системы и процессы попадают в ситуацию саморазрушения. Из сказанного выше следует, что принудительная смертность людей из-за плохого состояния компонент, среды обитания достигла опасных уровней и в случае непринятия экстренных мер грозит потерей устойчивости в процессе выживаемости населения России.
С точки зрения динамики минимумы V отвечают устойчивым равновесиям, а максимумы или перегибы — неустойчивым. Итак, если наша пара управляющих параметров лежит в Е, то имеется единственное положение устойчивого равновесия, а если в /, то имеются два устойчивых положения и одно неустойчивое.
При перемещении центра тяжести вдоль большой оси эллипса судно ведет себя, как показано на рис. 10.13. Оно устойчиво остается вертикальным, пока центр тяжести G не достигнет метацентра Р, постепенно переворачивается, пока G движется от Р к Q, и затем устойчиво остается в перевер*"-нутом состоянии. (В какую именно сторону судно начнет переворачиваться, зависит от влияния различных незначительных факторов в момент прохождения точки G через Р.) Когда G находится в положениях G! и G2, судно остойчиво: оно имеет только одно положение устойчивого равновесия и возвращается в это положение из всякого другого, если только оно не зачерпнет воды. Заметьте, что неустойчивость вертикального положения возникает по схеме катастрофы сборки, как и на рис. 10.5. Вертикальность бортов здесь не при чем, поскольку это остается верным и для малых k, больших г и таком положении на плаву, как на рис. 10.14. Переход от устойчивости к неустойчивости вертикального положения внезапен, но результатом сначала будет лишь появление небольшого крена. Мы имеем здесь обычное параболическое разветвление, связанное со сборкой (см. рис. 6.3(а)).
Напротив, представим себе кого-либо в лодке эллиптического сечения (рис. 10.15). Для простоты пусть это будет математик, вес которого вместе с весом лодки сосредоточен у него в голове. Как показано на рисунке, лодка находится в устойчивом положении. Но пусть он теперь слегка наклонится в сторону, ровно настолько, чтобы его голова вышла за пределы кривой метацентров. Устойчивого равновесия для прямого положения лодки больше нет. Она не просто черпанет, а черепахою нырнет1 (рис. 10.16)... .
В пределах данной моды колебаний восстанавливающая сила, стремящаяся вернуть систему в состояние устойчивого равновесия, пропорциональна градиенту функции энергии; это правило обычно служит для определения восстанавливающей силы или градиента энергии. В случае квадратич-
Уравнения Лагранжа продолжают играть в механике фундаментальную роль благодаря тому, что основанный на них подход является более общим, чем векторный подход Ньютона: они естественным образом привели Лагранжа к представлению о минимуме общей потенциальной энергии системы в состоянии устойчивого равновесия консервативной системы.
Уравнения Лагранжа продолжают играть в механике фундаментальную роль благодаря тому, что основанный на них подход является более общим, чем векторный подход Ньютона: они естественным образом привели Лагранжа к представлению о минимуме общей потенциальной энергии системы в состоянии устойчивого равновесия консервативной системы.
G. Blank и R. Scheuplein (1969) установили, что для веществ, которые проникают через кожу относительно быстро, основным путем в условиях устойчивого равновесия является всасывание непосредственно через клетки рогового слоя, а для очень медленно проникающих веществ — поступление через придатки кожи. Сильно полярные и сильно неполярные молекулы движутся через кожу по разным «молекулярным» путям.
Колебания механических систем, упругих тел или частиц, составляющих упругое тело, около положения их устойчивого равновесия могут возникать как при непрерывном действии переменной во времени внешней силы, так и при резком кратковременном воздействии постоянной силы. При этом либо вся механическая система или упругое тело колеблются в пространстве как единое целое, не изменяя формы своей внешней поверхности, либо
Изменение во времени смещения, скорости и ускорения гармонического колебательного процесса показано на рис. 2. Можно видеть, что максимумы смещения и ускорения совпадают во времени, но противоположны по направлению, т. е. имеют различные знаки, а максимум скорости совпадает с нулевыми величинами смещения и ускорения, или, иначе говоря, колебательная скорость максимальна тогда, когда колеблющаяся точка проходит через положение устойчивого равновесия, и равна нулю при наибольшем отклонении точки от этого положения. Таким образом, колебательный процесс в рассматриваемом случае протекает в следующем порядке. Колеблющееся тело или его частица, будучи выведены из положения равновесия, имеют наибольшую скорость, совпа-
дающую по направлению со смещением. По мере движения эта скорость за счет ускорения, действующего в обратном направлении, постепенно уменьшается до нуля при наибольшем смещении. В этот момент отрицательное ускорение изменяет направление скорости на обратное, совпадающее теперь с ускорением, вследствие чего скорость возрастает до максимума при обратном движении тела или его частиц к положению устойчивого равновесия. За это же время ускорение и смещение, оставаясь противоположными друг другу по направлению, сначала постепенно возрастают до максимума, а потом с приближением тела к положению равновесия, уменьшаются до нуля. Смещение, колебательную скорость и ускорение колебательного движения называют кинематическими характеристиками колебательного процесса, так как они описывают движение, устанавливая связь пространства и времени, но не содержат информации о причинах, обусловливающих движение, т. е. о действующих силах и энергии колебательного процесса.
описывает процесс нагружения мембраны до момента потери устойчивости купола, т. е. до срабатывания мембраны в точке С. Участок СА описывает переход оболочки из предельно устойчивого состояния к началу выворачивания. Участки ABf а затем BD характеризуют процесс полного выворачивания оболочки вплоть до образования сферического купола обратной кривизны. На участке DE мембрана работает как разрывная до полного разрушения в точке Е. Заштрихованная площадь под характеристикой, как и в случае разрывных мембран, представляет собой работу на деформацию и разрушение хлопающей мембраны.
Точка пересечения pi соответствует условию баланса (Qc = L), ограничивающего подъем температуры величиной ДТ =(Тр1 - T3l). Это специально выделено на рис. 6.1. Небольшие возмущения относительно этой точки сохраняют устойчивость системы, и она возвращается в равновесное состояние. Этого нельзя ска.зать относительно точки р2, хотя и в ней имеет место условие баланса Qc = L, тем не менее отклонения относительно р2 ведут к неустойчивости процесса. Например, если произойдет бесконечно малое уменьшение температуры, тогда L > Qc система охладится и дойдет до точки j!. В. противоположном случае — при температуре, намного большей T0Qc > L, и в системе быстро повысится температура до новой равновесной точки р3. Эта точка соответствует устойчивой, высокотемпературной реакции, которая может распространиться в виде пламени предварительно перемешанной смеси. Несмотря на схематичность рис. 6Л^ соображения, основанные на этом рисунке, с качественной точки зрения правомерны. Это, однако, не означает, что существует предел температуры, обусловленной теплоемкостью продуктов реакции и который может быть достигнут (разд. 1.2.3). Таким образом, для возникновения процесса горения воспламеняемой паровоздушной смеси при температуре окружающей среды Т3] достаточно сообщить системе энергию для перевода ее из устойчивого состояния pi при низкой температуре Tpj в неустойчивое состояние при температуре, превышающей Тр2. Концепция минимальной энергии зажигания для заданной воспламеняемой смеси (см. рис. 3.3) вполне согласуется с представленной здесь концепцией, хотя при источнике зажигания в виде электрической искры схема, представленная на рис. 6.1, не вполне будет соблюдаться. Если принять, что при электрическом разряде генерируется неустановившаяся плазма, богатая атомами, свободными радикалами и ионами, то существенный вклад в возникновение процесса горения при искровом зажигании должны вносить свободные радикалы. Энергия, которая рассеивается
земли. В общем случае вертикальный градиент, больший или равный Г, классифицируется как "неустойчивый", а меньший или равный Г - как "устойчивый". При этом наличие отрицательного вертикального градиента будет означать устойчивое состояние атмосферы. Положительный вертикальный градиент характерен для ясного дня, а отрицательный вертикальный градиент (инверсия) - для ясной ночи. Летом в Англии наблюдался вертикальный градиент, в наиболее жаркое время дня превышающий у поверхности земли 600Г [Sutton,1974]. Обычно в ясную погоду для большинства дней в летнее время характерна неустойчивость, а обратная картина справедлива для зимы. Облачная или пасмурная погода препятствует развитию как неустойчивого, так и устойчивого состояния. Более подробно вопросы устойчивости атмосферы рассматриваются в работах [Pasquill,1983; Sutton, 1953].
дуктивных и водонапорных горизонтов, достижения проектной глубины при минимальном расходе материалов и средств на строительство скважины, достижения запроектированных способов и режимов эксплуатации, получения необходимой горно-геологической информации и максимального использования пластовой энергии для извлечения добываемых нефти, газа, газоконденсата с учетом изменения по глубине скважины давлений пластовых и гидроразрыва пород, наличия осложнений, не ликвидируемых известными технологическими приемами, и зон несовместимости системы буровых растворов, времени устойчивого состояния ствола скважины и уровня развития техники и технологии бурения скважин в данном отрезке времени. Неправильно рассчитанная глубина спуска колонны приводит к тому, что после герметизации устья скважины от действия внутреннего давления в стволе происходит гидроразрыв пород по вертикали от башмака колонны до поверхности земли (рис. 2.1 ). Образуется канал, связывающий ствол скважины с атмосферой, по которому происходит выброс, называемый грифоном.
По физической сущности шум представляет собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное дви^ жение частиц упругой (газовой, жидкой /или твердой) среды, носящее, как правило, беспорядочный случайный характер. Источником его является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния внешней силой.
Однако у тяжелых элементов, ядра которых состоят из большого числа частиц, ядерные силы притяжения уже не способны скомпенсировать кулоновские силы отталкивания. В этом случае начинаются процессы внутренней перестройки ядер, процессы самопроизвольного перехода ядер из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Это явление, открытое Анри Беккерелем и изученное Марией Скло-довской-Кюри и Пьером Кюри, получило название радиоактивности.
Виброакустические факторы - шум, ультразвук, инфразвук, вибрация - имеют общую природу и представляют собой волнообразно распространяющееся механическое колебательное движение упругой среды, носящее, как правило, беспорядочный, случайный характер. Источником обычно является любое колеблющееся тело, выведенное из устойчивого состояния.
Переход от устойчивого состояния равновесия процесса («ламинарного течения жидкости») к странному аттрактору («турбулентности») может совер-
кообразный переход от порядка к хаосу, от устойчивого состояния к неустойчивому, от штатных состояний к катастрофическим. При этом временные интервалы Лтк указанных
В отличие от медленно адаптирующихся механорецепто-ров, быстро адаптирующиеся рецепторы молчат в процессе устойчивого состояния кожного покрова. Однако они хорошо приспособлены к работе с сигнальной вибрацией и перемещением кожного покрова. Были выделены две основные категории подобных рецепторов: рецепторы, расположен-
Другие формы адаптации к высотным условиям, вероятно, требуют намного больше времени. Одним из таких примеров является полицитемия, при которой на достижение устойчивого состояния требуется несколько недель. Однако следует добавить, что физиологическое значение полиците-мии изучено намного меньше, чем считалось. Действительно, Винслоу и Монг (1987) показали, что тяжелая степень полицитемии, иногда наблюдаемой у горцев, проживающих на высоте 4500 м, вызывает снижение производительности, причем работоспособность иногда может быть повышена, если понизить гематокрит, посредством кровопускания.
Безотносительно к причинам своего возникновения температура, при которой происходит терморегуляция, довольно устойчива и не изменяется в зависимости от работы или температуры среды. Фактически, единственное острое возмущение, способное сдвинуть шкалу терморегуляции, заключено в группе эндогенных пирогенов, запускающих механизм соответствующих реакций в случае возникновения лихорадочного озноба. Реакции со стороны исполнительного элемента, который использует тело, чтобы поддержать тепловой баланс, вызываются в ответ на «отклоняющие нагрузки», то есть температура тела постоянно колеблется вокруг неких заранее установленных значений (рис. 42.1). Внутренняя температура ниже пороговых значений терморегуляции организма создает рассеивающее отклонение нагрузки, приводя к увеличению теплопотоков (поеживание, дрожь, сужение сосудов на коже тела). Внутренняя температура выше пороговых значений терморегуляции создает положительное отклонение нагрузки, приводя к подключению элементов, ответственных за тепловые потери (вазодилятация оболочки тела, потовыделение). В каждом отдельном случае результирующая теплопередача уменьшает отклонение нагрузки и помогает восстанавливать температуру тела до обычно устойчивого состояния.
 Читайте далее:
 Устройства эксплуатации
Устройства аварийной
Устройства безопасности
Увеличении количества
Устройства необходимо
Устройства позволяющие
Устройства представляют
Устройства применяемые
Устройства сигнализации
Устройства специальных
Устройства визуального отображения
Устройства устанавливают
Устройством автоматического
Устройством предотвращающим
Увеличении температуры
|
