а
a/
б/
Рже. 6.8. Проникновение тора с кольцевым движением в другой тор: а/ начальный момент; б/ устойчивая система . двух торов с противоположным направлением кольцевого движения.
от
(Ь
Рис. 6.9. Распространение тороидального движения в плоскости движения газа.
Рис. 6.10. Распространение кольцевого движения перпендикулярно плоскости движения газа
f
-шз-
а/ б/ в/
Рис. 6.11. Развитие вихря в цилиндрическом столбе жидкости.
- 155 -
Кольцевое же движение распространяется в направлении, перпендикулярном этому движению вдоль оси вектора кольцевого движения /рис. 6.10/. Поскольку последнее утверждение не очевидно, на нем необходимо остановиться подробнее.
Рассмотрим распространение вращательного дгиженгя в столбе жидкости, ограниченном цилиндрическими стенками,ьри помещении в центре столба вертушки, ось вращения которой совпадает с осью цилиндра. Из наблюдений за поведением жидкости следует, что развитие вихря претерпевает три стадии.
Первая стадия /рис. 6.11а/ заключается в закручивании жидкости в плоскости вертушки и возникновении в этой плоскости спирально развивающегося течения. Толмщна слоя движущейся жидкости равна толщине /вчсоте/ вертушки. Эта стадия длится до тех пор, пока вращающаяся жидкость не коснется стенок сосуда. Ча этой стадии имеет место только поперечное распространение кольцевого движения в плоскости кольца.Однако эта стадия относительно кратковременна.
После достижения жидкостью стенок сосуда начинается вторая стадия развития вихря /рис. 6.11/, заключающаяся в расползании закрученной жидкости до тех пор, пока вращающаяся часть не приобретет форму параболоида. Здесь уже имеет место движение в направлении оси вихря, но только по стенкам, в то время как по оси продолжается движение незакрученчой жидкости к центру вертушки. Эта стадия также относительно кратковременна.
Третья стадия /рис. 6.11/ заключается в оурном тороидальном перемешивании струй вращающейся жидкости с невращающейся, в результате чего вся жидкость вовлекается во вращательное движение. Здесь основнчм итогом всего движения является распространение вращения жидкости вдоль оси цилиндра в направлении, перпендикулярном плоскости вращения.
Поскольку последняя стадия солее длительная, нежели предыдущие две, по крайней мере, во столько раз, во сколько длина цилиндра оолыие его радиуса, в большинстве случаев возможно ограничиться рассмотрением только этой <рормч движения при анализе развития кольцевого движения в труоках вихрей, так как для этих труоок также характерно многократное превышение длины величины их радиуса. Роль стенок цилиндра для вихревых трубок играют стенки соседних
вихрей.
Изложенные соображения позволяют перейти к рассмотрению отдельных проявлений электромагнетизма с целью уточнения аналогии между ними и вихревыми движениями газа.