Статьи: Режим движения жидкости. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ

В технической гидравлике часто приходится сталкиваться с условиями, когда применение дифференциальных уравнений, описывающих тот или иной процесс, недостаточно для количественной его характеристики. Объясняется это сложностью дифференциальных уравнений и отсутствием данных для их решения. Поэтому для исследования и расчета различных гидравлических процессов, систем и сооружений прибегают к опытам на моделях. При проведении таких экспериментов устанавливают функциональную зависимость между различными физическими величинами, влияющими на исследуемое явление.

Правильная организация экспериментов, анализ и обобщение их результатов могут оказаться надежными лишь в том случае, если между реальными условиями и условиями на модели существуют определенные зависимости, опирающиеся на теоретические законы. Такими законами являются законы динамического подобия, связанные с теорией размерностей. Законы подобия указывают, какие величины необходимо измерять при проведении опытов, как следует обрабатывать полученные из опыта данные и какие условия необходимы и достаточны для существования подобия двух систем.

О динамически подобных потоках говорят, что они динамически копируют друг друга. Динамическое подобие предполагает наличие геометрического, кинематического и материального подобия систем натуры и модели. При этом под натурой понимают рассматриваемую систему или явление в натуральную величину; под моделью — опытную установку, скопированную с натуры в некотором масштабе.

Рассмотрим каждое из условий динамического подобия систем натуры и модели.

Геометрическое подобие предполагает пропорциональность всех сходственных размеров потока натуры и модели, а также равенство углов в сходственных точках.

Кинематическое подобие требует, чтобы траектории, описываемые сходственными частицами потока натуры и модели, за любые сходственные отрезки времени были подобны. Из условий кинематического подобия следует пропорциональность скоростей и ускорений в сходственных точках потоков натуры и модели, и, следовательно, постоянство отношения отрезков времени, за которое частицы жидкости, находящиеся в сходственных точках потоков натуры и модели, перемещаются, проходя сходственные элементы траектории.

Материальное подобие двух потоков требует взаимного соответствия между массой материальных частиц потоков натуры и модели.

дальше: стр. 1 2 3 4 5

 

 


Rambler's Top100