2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки
01/01/18 20:50 UTC: Перешли на HTTPS в тестовом режиме. О проблемах пишите в ЛС cepesh.





Начать новую тему Ответить на тему
 
 Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение24.10.2017, 18:58 
Аватара пользователя


08/10/09
120
Херсон
Относительно недавно в зарубежной физической периодике обсуждался вопрос, связанный
с возможными причинами затопления небольших судов в Северном море.
В качестве одного из обьяснений приводилось наличие в придонном слое моря
больших скоплений метана. Возник вопрос: "может ли всплывающий газовый пузырь при определенных
условиях стать причиной потопления судна. Были выдвинуты две модели:
1) Образование множественных мелких пузырей ( метановое "вскипание"моря), когда средняя
плотность гетерогенной среды становится меньше средней плотности судна.
2) образование очень крупного пузыря (метановой бульбы), который при выходе на поверхность лопается,
так что в образовавшуюся каверну "падает" судно и вода над ним смыкается.

Относительно этих моделей у меня есть вопросы к форумчанам, которые бы я хотел обсудить.
А)Почему в рамках первой модели не принимается во внимание некоторая "поодерживающая" судно сила за счет восходящего потока пузырей?
Б) В рамках второй модели считается, что крупный по размерам пузырь при всплывании слабо расширяется, поскольку процесс расширения адиабатичен а не изотермичен.
Но позвольте, теплопроводность воды много больше нежели метана. Это же не образование звуковых волн сжатия-расширения в воздухе, которое происходит почти адиабатически.
Всякий кто нырял под воду, видел собственными глазами как увеличиваются в размерах бульбы, которые он пускает. На мой взгляд, вероятность образования у дна очень крупного пузыря ничтожно мала и он может достигнуть "соответсвующего" размера лишь значительно расширяясь при всплытии (изотермический процесс)

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение24.10.2017, 19:09 
Супермодератор
Аватара пользователя


09/05/12
12555
Кронштадт
reterty в сообщении #1258652 писал(а):
А)Почему в рамках первой модели не принимается во внимание некоторая "поодерживающая" судно сила за счет восходящего потока пузырей?
Ее можно оценить и сделать соответствующий вывод.
reterty в сообщении #1258652 писал(а):
В рамках второй модели считается, что крупный по размерам пузырь при всплывании слабо расширяется, поскольку процесс расширения адиабатичен а не изотермичен.
В изотермическом случае размеры пузыря будут зависеть от давления как $p^{-1/3}$, в адиабатическом как $p^{-1/4}$. Разница, конечно, есть, но ее трудно назвать большой.
reterty в сообщении #1258652 писал(а):
Но позвольте, теплопроводность воды много больше нежели метана.
Воды - да. А метана? Эффективное охлаждение поверхностного слоя совсем не означает столь же эффективное охлаждение всего пузыря.

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение24.10.2017, 19:13 


11/12/16
2079
reterty
1. Возможность потопить судно "газированной водой" проверена на модельках (в смысле на моделях судов в бассейнах и прочих банках). Есть ролики на ю-тубе.
То есть теоретически - возможно, практически возникает вопрос: а возможно ли формирование достаточно газированной воды в достаточно большом объеме? Не знаю.
Знаю только то, что разложение газогидратов рассматривалось в качестве объяснения явления "Бермудского треугольника", но такого явления вроде как и нет. Теперь "прикрутили" к другому

-- 24.10.2017, 19:14 --

UPD. Пост уважаемого Pphantom был быстрее, поэтому оставил только пункт 1.

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение25.10.2017, 14:53 


27/02/09
2257
reterty в сообщении #1258652 писал(а):
На мой взгляд, вероятность образования у дна очень крупного пузыря ничтожно мала и он может достигнуть "соответсвующего" размера лишь значительно расширяясь при всплытии (изотермический процесс)

Прикиньте, во сколько раз увеличивается размер пузыря, всплывающего с глубины 200м? Меньше, чем в три раза. Допустим, первоначальный размер 1см, достигнув поверхности, он будет иметь размер 3см, перевернуть судно проблематично

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение28.10.2017, 08:58 
Аватара пользователя


29/01/15
446
Появление второй фазы, бывает, очень сильно меняет привычную картину. Уж не припомню, где описывалось явление наподобие лавины, когда стекающий с гор холодный ветер оказывается настолько сильно насыщенным снегом, что скоростной напор заметно возрастает и последствия бывают катастрофическими. Похожая картина - когда в горных реках при увеличении расхода поднимается густая взвесь. Ну, и в технике, само собой...

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение29.10.2017, 13:36 
Аватара пользователя


08/10/09
120
Херсон
У меня возник еще вопрос: а возможно ли придонное ассоциирование множества мелких пузырей в один большой за счет снижения суммарной поверхностной энергии? При всплытии такое обьединение невозможно а вот в статическом режиме у дна...

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение29.10.2017, 16:07 


27/02/09
2257
reterty в сообщении #1260118 писал(а):
При всплытии такое обьединение невозможно а вот в статическом режиме у дна...

А что, архимедова сила у дна не действует, или Вы читаете, что пузырьки вначале прилеплены к поверхности?

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение29.10.2017, 16:18 
Аватара пользователя


08/10/09
120
Херсон
druggist в сообщении #1260158 писал(а):
reterty в сообщении #1260118 писал(а):
При всплытии такое обьединение невозможно а вот в статическом режиме у дна...

А что, архимедова сила у дна не действует, или Вы читаете, что пузырьки вначале прилеплены к поверхности?

Вы видели скопления мелких пузырьков на дне кастрюли в начале ее подогрева, задолго до вскипания?

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение29.10.2017, 16:51 


27/02/09
2257
reterty в сообщении #1260165 писал(а):
Вы видели скопления мелких пузырьков на дне кастрюли в начале ее подогрева, задолго до вскипания?

Конечно, растворимость газов с повышением температуры уменьшается, но причем здесь растворенный на глубине метан?(кстати, пузырьки образуются также и на стенках кастрюли, гетерогенное образование зародышей)

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение29.10.2017, 18:32 
Аватара пользователя


29/01/15
446
reterty в сообщении #1260118 писал(а):
При всплытии такое обьединение невозможно а вот в статическом режиме у дна...


У мелких пузырей на дне капиллярные силы выше архимедовой, вот они и цепляются к поверхностям. Как только пузырёк подрастёт - сразу отрывается. В процессе всплытия однозначно возможна коагуляция мелких пузырей в крупные, предельный размер которых определяется числом Вебера и вряд ли превосходит пару см. Если при всплытии пузырь будет раздуваться из-за снижения давления - то однозначно распадётся по достижении критического We. Для потопления корабля размер пузырей неважен, главное - чтоб плотность водно-газовой среды оказалась достаточно мала.

А если нужен мегапузырь - то это никак не коагуляция, а мощный разовый выброс газа, т.е. подводный взрыв вулкана.

PS Если кому-нибудь интересно - вот подборочка по кольцевым пузырям, которые могут возникать при быстром выбросе большого объёма газа.

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение29.10.2017, 19:45 
Аватара пользователя


08/10/09
120
Херсон
Degen1103 в сообщении #1260218 писал(а):
reterty в сообщении #1260118 писал(а):
При всплытии такое обьединение невозможно а вот в статическом режиме у дна...


У мелких пузырей на дне капиллярные силы выше архимедовой, вот они и цепляются к поверхностям. Как только пузырёк подрастёт - сразу отрывается. В процессе всплытия однозначно возможна коагуляция мелких пузырей в крупные, предельный размер которых определяется числом Вебера и вряд ли превосходит пару см. Если при всплытии пузырь будет раздуваться из-за снижения давления - то однозначно распадётся по достижении критического We. Для потопления корабля размер пузырей неважен, главное - чтоб плотность водно-газовой среды оказалась достаточно мала.

А если нужен мегапузырь - то это никак не коагуляция, а мощный разовый выброс газа, т.е. подводный взрыв вулкана.

PS Если кому-нибудь интересно - вот подборочка по кольцевым пузырям, которые могут возникать при быстром выбросе большого объёма газа.
Спасибо большое за дельное обсуждение

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение03.11.2017, 11:19 


07/08/14
2096
Интересный случай - что может происходить перед извержением вулкана в океане

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение03.11.2017, 16:16 
Аватара пользователя


27/02/12
2245
По ассоциации. Воздушно-водная смесь - как это используется при прыжках в воду с вышки.
Видео с youtube - с 8-06 до 9-31.

 Профиль  
                  
 
 Re: Может ли газовый пузырь потопить судно?
Сообщение05.11.2017, 12:10 


24/01/09
573
Украина, Днепропетровск
Среда получает меньшую среднюю плотность, но при том начинает движение вверх.
Я так, на пальцах, суммарный результать не рискну огласить.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 14 ] 

Модераторы: Парджеттер, Pphantom, Aer, photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group