ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие соображения из "Лучистый теплообмен в печах и топках " Теорию подобия широко применяют во многих разделах физики и отраслях техники. В первую очередь ею пользуются при обработке экспериментального материала, что позволяет заменить зависимости между величинами, участвующими в процессе, зависимостями между комплексами этих величин — критериями.-Такая замена упрощает обработку экспериментальных материалов, так как при этом сокращается число зависимостей, подлежащих исследованию. Результаты, полученные в индивидуальном опыте, обобщаются и распространяются на широкий круг явлений. Большое значение имеет теория подобия при построении моделей агрегатов. Она определяет условия, которые должны быть удовлетворены, чтобы параметры работы модели можно было перенести на агрегат. [c.353] При построении эмпирических методов расчета теория подобия позволяет выбрать теоретически обоснованный вид параметров в расчетных формулах. В полуэмпирических методах расчета используют критериальные зависимости, выводимые с помощью теории подобия. [c.353] Основы теории подобия изложены во многих работах [10 183 221—223 и др.]. В этой книге изложены лишь краткие соображения, представляющие интерес с точки зрения их практического применения к задачам, рассматриваемым в книге. [c.353] Основные понятия, которыми оперирует теория подобия, это критерии и симплексы. Критериями называются комбинации величин нулевой размерности. Они получаются из уравнений, описывающих процесс. Симплексами называются отношения двух однородных величин. Они получаются непосредственно из подобия полей физических величин. [c.353] Критерии прнято делить на определяющие и оп 5еделяемые. Определяющими называют такие критерии, которые составлены только из величин, входящих в условия однозначности (заданных величин). Определяемыми называют критерии, в которые входят также и определяемые величины (неизвестные). Например, при изучении явлений гидродинамики определяющей бывает обычно величина критерия Рейнольдса, а определяемый— критерий Эйлера. [c.353] Определяющие критерии называют также числами. [c.353] Среди величин, входящих в уравнения, могут быть величины, значения которых заданы во всем объеме, где происходят рассматриваемые явления, а также величины, неизвестные в объеме, но известные (заданные) на границах, ц, наконец, величины, неизвестные ни в объ-, еме, ни на границах. Для первых величин подобие полей получается по условиям задания. Подобие полей определяемых величин получается как результат применения второй теоремы теории подобия к определенного рода системам (в которых определяющие критерии равны и подобны условия однозначности). [c.353] Если критерий содержит величину, заданную на границе, но неизвестную в объеме, то, будучи составлен по первой величине, он будет определяющим, а по второй — определяемым. Отношение значений величины в объеме и на границе даст определяемый критерий (симплекс). Из этих трех критериев в систему критериев как самостоятельные должны войти два. [c.354] Изложенное выше записано применительно к стационарным процессам, но применимо и к нестационарным. При этом будут получаться сихмплексы, представляющие собой отношения промежутков времени и физических величин, взятых в разные моменты времени. [c.354] Теория подобия разрабатывалась сначала на примерах применения ее к простейшим физическим явлениям, в первую очередь к явлениям механики и гидродинамики. На этих примерах разработаны те ее положения, которыми в настоящее время широко пользуются. Исходной посылкой при этом является естественное разделение переменных на заданные и нeизвe тнБIe (определяемые). Теория подобия в рамках применения ее к этим простейшим явлениям отличается достаточной простотой и классической законченностью. Однако уже при применении ее к явлениям конвективного теплообмена возникает вопрос, который не охватывается классическими положениями теории подобия. Это — вопрос зависимости физических констант от температуры. [c.354] Согласно требованиям теории подобия, в рассматриваемых подобных системах необходимо соблюсти подобие полей физических констант, между тем величины физических констант зависят от температуры среды, т. е. от определяемой величины процесса, и анализ задачи показывает [6], что подобие полей температур и полей физических констант в общем случае несовместимо. Теория подобия не отвечает на вопрос, как следует в этом случае поступить На практике эта проблема решается эмпирически при помощи введения дополнительных симплексов, чем, конечно, задача в полной мере не решается. [c.354] Вернуться к основной статье