Подобие физических явлений. Основы теории подобия. Примеры применения теории подобия для выбора условий испытаний моделей

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Подобие физических явлений. Основы теории подобия. Примеры применения теории подобия для выбора условий испытаний моделей

Содержание

2. Геометрическое подобие и подобие физических величин 1 константы подобия инвариант подобия
3. Теоремы подобия 2 Безразмерные комплексы, образованные из размерных величин Определяемые величины (температура, перепад температур) Определяющие величины
4. Условия полного подобия модели реальному объекту 1. Процессы в модели и образце относятся к одному классу
5. Методы исследования сложных явлений на моделях 1. Теоретический анализ, на основании которого устанавливаются физические величины, характеризующие
6. Метод анализа размерности (алгебраический метод Рэлея) 5 Пусть размерности N величин выражаются через K размерностей основных
7. 6 Метод анализа размерности (продолжение) Рассмотрим задачу о теплообмене при стационарном турбулентном течении теплоносителя (газа или
8. Метод масштабных преобразований уравнений теплообмена в прототипе и модели Пример: уравнение стационарного конвективного теплообмена. 7 где
9. Плоская поверхность твердого тела омывается жидкой или газообразной средой. Добавятся уравнения энергии, движения и неразрывности. Аналогично
10. 9 Основные критерии подобия
11. Обобщение опытных данных на основе теории подобия 1. Какие величины нужно измерять в опыте? – Все
13. Скачать презентацию

Слайд 2

Геометрическое подобие и подобие физических величин
1
константы подобия
инвариант подобия

Слайд 3

Теоремы подобия
2
Безразмерные комплексы,
образованные из размерных величин
Определяемые величины
(температура, перепад температур)
Определяющие величины
(

продолжительность нагрева, геометрические
размеры, физические свойства)

1. К первой теореме подобия (примеры):

2. Ко второй теореме подобия (пример):

Условия однозначности

Геометрические свойства
(форма и размеры тел)

Физические свойства
(характеристики материалов)

Краевые условия
(НУ, ГУ)

3. К третьей теореме подобия: подобие = условия однозначности + критерии подобия

Слайд 4

Условия полного подобия модели реальному объекту
1. Процессы в модели и образце

относятся к одному классу явлений.
2. Эти процессы описываются одними и теми же уравнениями.
3. Соблюдается геометрическое подобие.
4. Краевые условия одинаковы.
5. Определяющие критерии подобия численно равны.

Слайд 5

Методы исследования сложных явлений на моделях
1. Теоретический анализ, на основании которого

устанавливаются
физические величины, характеризующие рассматриваемое явление.
2. Составление условий однозначности и формулировка уравнений связи.
3. Выявление критериев подобия, выделение среди них определяемого
(который содержит искомую величину).
4. Проведение эксперимента и измерение величин, входящих в
установленные критерии подобия.
5. Обработка опытных данных, получение зависимости определяемого
критерия от определяющих (в критериальной форме). Найденная
зависимость может быть аппроксимирована в виде эмпирического
уравнения (критериального) с указанием пределов его применимости.

а) Метод анализа размерности.
б) Метод масштабных преобразований уравнений теплообмена в
прототипе и модели.

Слайд 6

Метод анализа размерности (алгебраический метод Рэлея)
5
Пусть размерности N величин выражаются через

K размерностей основных единиц размерности (K

Const - экспериментально

Слайд 7

6
Метод анализа размерности (продолжение)
Рассмотрим задачу о теплообмене при стационарном турбулентном течении

теплоносителя (газа или жидкости) в трубе.

Константы C, a, b находятся при проведении
экспериментов. Так для цилиндрической трубы:

Слайд 8

Метод масштабных преобразований уравнений теплообмена
в прототипе и модели
Пример: уравнение стационарного

конвективного теплообмена.

где – q –тепловой поток в стенку;

q – коэф-т теплоотдачи.

Рассмотрим две подобные в тепловом отношении системы (подобны тепловые потоки). Соблюдается также геометрическое и гидродинамическое подобие.

Получили критерий подобия рассматриваемого процесса – число Нуссельта.

Слайд 9

Плоская поверхность твердого тела омывается жидкой или газообразной средой.
Добавятся уравнения энергии,

движения и неразрывности. Аналогично слайду 7.

Из уравнения энергии:

Из уравнения движения (например, проекция на OX):

Слайд 10

9
Основные критерии подобия

Слайд 11

Обобщение опытных данных на основе теории подобия
1. Какие величины нужно измерять

в опыте? – Все величины, содержащиеся в числах подобия изучаемого процесса (1 теорема).
2. Как обрабатывать результаты опыта? – Результаты опыта следует обрабатывать в числах подобия и зависимость между ними представлять в виде
Уравнений подобия. Это позволит найти общую закономерность, справедливую
для всех процессов, подобных изучаемому (2 теорема).
3. Какие явления подобны изучаемому? – Подобны те явления, у которых подобны условия однозначности и равны определяющие числа подобия (3 теорема).

Подобие физических явлений. Основы теории подобия. Примеры применения теории подобия для выбора условий испытаний моделей

Содержание

Геометрическое подобие и подобие физических величин1константы подобияинвариант подобия

Теоремы подобия2Безразмерные комплексы, образованные из размерных величинОпределяемые величины(температура, перепад температур)Определяющие величины(

Условия полного подобия модели реальному объекту1. Процессы в модели и образце

Методы исследования сложных явлений на моделях1. Теоретический анализ, на основании которого

Метод анализа размерности (алгебраический метод Рэлея)5Пусть размерности N величин выражаются через

6Метод анализа размерности (продолжение)Рассмотрим задачу о теплообмене при стационарном турбулентном течении

Метод масштабных преобразований уравнений теплообмена в прототипе и моделиПример: уравнение стационарного

Плоская поверхность твердого тела омывается жидкой или газообразной средой.Добавятся уравнения энергии,

9Основные критерии подобия

Обобщение опытных данных на основе теории подобия1. Какие величины нужно измерять

Похожие презентации