Подобие гидромеханических явлений

Подобие гидромеханических явлений

Подобие гидромеханических явлений. Чтобы сделать 2 гидромеханических объекта (2 потока жидкости или газа) похожими, необходимо наблюдать сходство 3 типов этих явлений (потоков).Геометрическое подобие; кинематическое подобие, динамическое подобие. Чтобы быть ясным, рассмотрим 1 объект как полномасштабный или прототип, а 2-й объект-как модель. Все параметры натурного объекта обозначаются индексом «N», а модель обозначается»Ми». Если все треугольники, соединяющие сходства физических границ этих объектов, одинаковы, то геометрическое сходство между натурными и модельными объектами гарантировано.

Из определения геометрического подобия видно, что угол между двумя плоскими элементами физической границы модельного объекта равен углу между соответствующими элементами природного объекта. Людмила Фирмаль

• Геометрическое подобие кривых границ течения обеспечивается кусочно-плоскими аппроксимациями требуемой точности этих границ. Итак, рисунок 20.3 напоминает треугольник АМВМЕМ и АНВНЕН. Постоянное отношение расстояния между любыми двумя точками объекта модели, такими как SMVMO и SNVN, к расстоянию между соответствующими точками природного объекта называется линейным масштабом модели. Surface. In кроме того, в частности, цилиндрическая грань с полномасштабным диаметром объекта PN соответствует цилиндрической грани с модельным диаметром объекта. Кинематическое сходство предполагает, что картина течения модельного объекта подобна полной картине течения, то есть скорости жидкости в полном масштабе (или другой скорости, например скорости тела, движущегося в жидкости), и что модельный объект ориентирован одинаково к физической границе.

Отношение скорости модели к полной скорости является постоянным во всех точках потока. Это условие особенно важно, если возможно образование разделенных потоков. Одни и те же физические границы могут образовывать качественно иной поток pattern. An пример такого течения показан на рисунках 20.4 и 20.5 соответственно, когда труба с быстро увеличивающимся диаметром и цилиндр имеют физические границы. Очевидно.、 Рисунок 20.4, геометрически подобные границы не обеспечивают кинематического подобия течения Поскольку течение в непрерывном потоке вокруг физических границ (рис. 20.4, И и 20.5, а) кинетически не похоже на течение с разделительными зонами (рис. 20.4.5, 20.5 и 20.5 вихревые, пещерные и др.), нынешняя пара не может рассматриваться как модель и природный объект.

• Динамическое подобие потока, в каждом из подобий между моделью и естественным потоком, формулирует полигоны сил, действующих на частицы жидкости (включая силу инерции), основанные на законе подобия Ньютона. Аналогичен и коэффициент подобия (шкала мощности MP= ™） Поток должен быть постоянным по всей площади. н Он направлен в равной степени на физической границе(рис. 20.6). Модельный объект природный объект Из аналогичных условий следует, что отношение 2 сил, действующих на частицы жидкости в любой точке модельного объекта (например, вязкой силы C ^ n) m и давления (Pp) m должно быть равно отношению аналогичных сил, действующих на аналогичные силы, т. е. точки природных объектов. Такая эквивалентность, записанная для различных комбинаций сил, формирующих потоки жидкости, рассматривается как ссылка на динамическое сходство между натурным объектом и модельным объектом.

В большинстве задач гидромеханики инерционная сила жидких частиц является силой, формирующей поток, но силы различной природы (вязкость, давление, гравитация, электромагнитное происхождение, поверхностное натяжение) не обязательно вносят конкретный вклад в баланс forces. It целесообразно исключить армию из рассмотрения, считая вклад войск в нее незначительным. Поэтому при создании критерия подобия принято рассматривать связь между внешними силами конкретной частицы жидкости и инерцией этой частицы. Исправлено.

Для представления критериев подобия в терминах параметров модели и натурного объекта введено понятие характеристической скорости объекта и характеристического линейного размера. Людмила Фирмаль

• Она определяется точкой течения, или скоростью пульсаций в турбулентном движении, или динамической скоростью, и напряжением сдвига твердой границы. Аналогично, характеристическим линейным размером I является либо диаметр трубы О, по которой течет жидкость, либо глубина потока Открытого канала 1С, диаметр шара, который обтекает жидкость, либо линейный размер жидкости или твердых частиц при определении силы, действующей на жидкость или твердые частицы. Исходя из вышесказанного, оценим величину силы, действующей на частицы жидкости, предполагая, что характерная площадь поверхности, на которую действует сила, равна^ 2 Его объем равен^ 3, а пространственная производная скорости равна—. Инерционный фосфор жидких частиц.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Предпосылки использования анализа размерностей.
2. Основные положения анализа размерности. П-теорема.
3. Особенности и основные приемы моделирования гидромеханических явлений.
4. Реки — источник энергии.