Подобие динамическое Фруда

Вспомним, что каждый из критериев динамического подобия был образован делением соответствующей силы на величину, пропорциональную силе инерции поэтому число Фруда определяет по существу отношение веса (объемной силы) к силе инерции, число Рейнольдса — отношение силы вязкости к силе инерции, число Струхаля — отношение дополнительной (локальной) силы, вызванной неустановившимся характером движения, к силе инерции, число Эйлера — отношение силы гидродинамического давления к силе инерции. [c.79]

Остановимся еще на одном примере корабля не очень обтекаемой формы, который при своем движении порождает большие волны на поверхности воды. В этом случае сопротивление трения играет второстепенную роль по сравнению с волновым сопротивлением (затратой энергии на преодоление силы тяжести воды), и для обеспечения приближенного динамического подобия становится определяющим критерием число Фруда Fr = [c.81]

Таким образом, когда на жидкость действуют только силы тяжести, динамическое подобие будет иметь место, если суш,ествуют геометрическое и кинематическое подобия и если число Фруда, вычисленное для любой точки модели, оказывается равным числу Фруда, вычисленному для сходственной точки натуры [c.289]

Как видно, для достижения динамического подобия между моделью и натурой каждая система сил, действующих на жидкость, требует равенства некоторых своих чисел (чисел Фруда, чисел Рейнольдса и т. д.) для модели и натуры. Указанные безразмерные числа Фруда, Рейнольдса, Коши и т. д., равенство которых для модели и натуры указывает на наличие динамического подобия между ними, называются критериями подобия. [c.290]

Зависимость (118), являющаяся частным случаем общего закона динамического подобия, действительна для потоков жидкости, находящихся только под действием сил тяжести, и называется законом гравитационного подобия Фруда. Постоянная безразмерная величина Fr есть число Фруда. [c.100]

Таким образом, критерием частичного динамического подобия в рассмотренном случае является критерий Фруда. [c.387]

Как видно, для достижения динамического подобия между моделью и натурой каждая система сил, действующих на жидкость, требует равенства в сходственных точках модели и натуры некоторого своего числа (числа Фруда, числа Рейнольдса и т. д.). [c.530]

Эти безразмерные числа (Фруда, Рейнольдса, Коши и т. д.), равенство которых в сходственных точках модели и натуры указывает на наличие динамического подобия между моделью и натурой, называются критериями подобия. [c.530]

Таким образом, когда доминирующими силами, действующими на жидкость, являются силы инерции и тяжести, динамическое подобие будет соблюдено, если существует геометрическое и кинематическое подобия, а также если числа Фруда, вычисленные для сходственных точек обоих потоков, будут одинаковы. [c.64]

В системе со свободной поверхностью давление (измеренное по отношению к окружающему атмосферному давлению) в какой-либо точке жидкости не может быть изменено произвольно, без того, чтобы это не сказалось также на геометрии свободной ловерхности. Поэтому прием, позволивший в предыдущем пункте исключить гравитационный член, используя понятие динамического давления, для течений со свободной поверхностью не применим. (Строго говоря, это относится и к течениям с кавитационными полостями.) Таким образом, для точного динамического подобия течений со свободной поверхностью необходимо равенство как чисел Рейнольдса, так и чисел Фруда. [c.160]

Это соответствует одной степени свободы , как и в случае подобия по Рейнольдсу — Фруду. Положение спасает то, что Б аэродинамических трубах с регулируемым давлением имеется возможность менять в широких пределах отношения свойств, используемых для работы газов. У обычных газов, например воздуха, динамическая (абсолютная) вязкость и скорость звука зависят от температуры и по существу не зависят от давления. Следовательно, для двух воздушных потоков при одинаковой температуре [c.168]

Для моделирования воздействия потока на прилипшую частицу необходимо соблюдение геометрического, кинематического (отношение скоростей) и динамического подобия (масс и сил). Мы не имеем возможности разбирать эти условия подробно. Заметим лишь, что для русловых потоков критерий Фруда [c.236]

Fr=- обусловливает динамическое подобие, а критерий Рейнольдса Re= ---кинематическое. Поскольку силы тяжести превалируют над вязкостью, определяющим критерием для моделирования русловых потоков будет критерий Фруда. [c.236]

Основное значение числа кавитации обусловлено тем, что оно является критерием динамического подобия условий течения, при которых происходит кавитация. Поэтому его применимость ограничена рядом факторов. Для полного динамического подобия течений в двух системах необходимо, чтобы влияние всех физических параметров выражалось одними и теми же соотношениями. Поэтому даже при идентичных термодинамических и химических свойствах и одинаковой форме твердых границ без учета влияния примесей, содержащихся в жидкости, для динамического подобия необходимо, чтобы влияние вязкости, сил тяжести и поверхностного натяжения выражалось одним и тем же соотношением в обоих случаях кавитации. Другими словами, заданное условие кавитации воспроизводится точно только в том случае, когда числа Рейнольдса, Фруда, Вебера и т. д., а также число кавитации К имеют определенные значения, соответствующие единому соотношению между ними. Более того, поскольку основное течение в простых системах зависит от формы твердых границ, а в сложных системах — от формы границ и их относительного движения, для подобия необходимо, чтобы направление основного течения относительно твердых границ удовлетворяло определенным условиям. [c.67]

Равенство критерия Фруда Рг в соответственных точках потоков, удовлетворяющих геометрическому, кинематическому и динамическому подобию, обеспечивает подобие сил тяжести. За величину I может быть принята любая характерная линейная величина, например длина корабля при изучении волнового сопротивления, испытываемого движущимся кораблем, или глубина в потоках. [c.507]

В качестве критерия динамического подобия может применяться и критерий Фруда — Р (назван по имени ученого, предложившего его) [c.56]

Из этих уравнений можно получить следующие критерии подобия Fo = arjl — критерий тепловой гомохронности (число Фурье), характеризующий связь скорости изменения температурного поля со свойствами и размерами тела Ре = Ке/а- критерий теплового подобия (число Пекле), отношение теплосодержания потока в осевом направлении к тепловому потоку в поперечном направлении Рг = vja = Ре/Л — критерий подобил температурных и скоростных полей (число Прандтля) Но = Ft//- критерий гидродинамической гомохронности (число Струхаля), характеризующий изменение поля скоростей течения во времени Fr =V lgl- критерий гравитационного подобия (число Фруда), отношение сил инерции и тяжести в потоке Re = Vl/v — критерий режима движения (число Рейнольдса), характеризует отношение сил инерции вязкого трения Ей = AplpV — критерий подобия полей давления (число Эйлера), связывает перепады статического давления и динамического напора. [c.164]

Указание. Так как гравитационное подобие отсутствует (значения числа Фруда для модели и натуры неодинаковы), поля давлений на поверхности тела в модели и натуре неподобны. Поэтому действующую на тело суммарную силу нельзя пересчитывать по закону динамического подобия. Этому закону будет удовлетворять только сила лобового сопротивления, возникающая при обтекании тела, которая равна рагнюсти вектора суммарном силы Р н архимедовой силы Ра = = pgV, обусловленной весомостью жидкости. Так как в условиях задачи эти силы при вертикальном положении капала направлены противоположно, получаем для пересчета сил [c.118]

Таким образом, достижение динамического подобия при превалирующем значении сил тяжести требует равенства чисел Фруда в натуре и на модели. Из (XVII.21) следует [c.313]

Полное гидромеханическое подобие возможно только при равенстве в рассматриваемых подобных потоках всех критериев, определяемых условием (10.33). Для установившегося движения определяющими являются критерии Рейнольдса и Фруда, неопределяющим — критерий Эйлера. Однако, строго говоря, условие полного динамического подобия не может быть выполнено, так как даже определяющие критерии Ре и Рг на практике оказываются несовместимыми. Очевидно, для совместимости критериев необходимо, чтобы масштабы физических величин, входящих в критерии подобия, были одинаковыми. [c.391]

В некоторых течениях со свободной поверхностью действие вязкости весьма мало по сравневию с проявлениями силы тяжести. Примерами служат волновое движение на свободный поверхности и течение через водосливы, упомянутое в гл. 6 (рис. 6-8, 6-9 и 7-2). Водослив, рассматривавшийся в примере 7-1, тоже иллюстрирует случай, когда различия во влияний трения вносят лишь малые изменения в динамическую картину течения. При экспериментальном исследовании течений со свободной поверхностью такого типа общепринято требовать подобия только по числу Фруда. Поправки на влияние вязкости могут быть сделаны, если необходимо, путем использования моделей различных масштабов и экстраполяцией результатов на масштаб моделируемого объекта. Трудность возникает при выяснении вопросов о том, не становятся ли вязкие эффекты слишком важными на малых моделях. Этим устанавливается нижний предел размера модели например, течение в модели не должно становиться ламинарным, если течение в натуре турбулентно. [c.161]

В системах, где существенна стратификация по плотности, могут существовать поверхности раздела между двумя жидкостями, различающимися как по плотности, так и по другим физическим свойствам (пример лред-ставлен на рис. 6-11). Динамическое подобие внутренних движений в стратифицированных средах определяется более общей формой параметра гравитационного подобия, известной под названием денсиметричеокого (плотностного) числа Фруда [Л. 1]. Это число определяется выражением [c.165]

При течении с кавитацией (вк.пючая возникновение кавитации), т. е. при К Л , число кавитации К является определяющим критерием подобия наряду с такими критериями динамического подобия, как критерий Рейнольдса, Фруда, Вебера и т. д. Здесь и ниже рассматривается лищь влияние числа кавитации, что оправдано теоретически при фиксированных значениях Re, Рг, е, а практически связано с приближенным учетом влияния этих критериев, что авторы называют частичным подобием. Влияние этих и других критериев более подробно рассматривается в гл. 6. — Прим. ред. [c.64]

Эти условия являются, таки.м образо.м, иеобходи.мы.ии и достаточными для того, чтобы два потока были динамически подобны. Нетрудно видеть, что первое из этпх условий эквивалентно условию подобия Струхаля, второе— условию подобия Фруда, третье — условию подобия Мапевского (ибо, умножая [c.537]

Предположим, исследуется движение вязкой жидкости в трубопроводе. В этом случае при моделировании следует учитывать как силы внутреннего трения жидкости, обусловленные ее вязкостью, так и массовые, гравитационные силы — силы тяжести. Поэтому исходя из условий динамического подобия необходимо, чтобы одновременно в натуре и на модели соблюдалось равенство чисел Рейнольдса v Ll vl = V2L2 2 я чисел Фруда = = (здесь, как и далее, все величины, относящиеся к натуре и модели, снабжены индексами соответственно 1 и 2). [c.266]

В случае моделирования безнапорных турбулентных потоков, отвечающих квадратичной области сопротивления (мы далее ограничимся рассмотрением только этого случая движения), исход я т и з ч и сл а Ф руда, считая что такого рода движение обусловливается только силами тяжести. Эта область параметров потока, когда движение жидкости не зависит от числа Рейнольдса, называется автомодельной в отношении чисел Рейнольдса (см. на рис. 4-24 область, расположенную правее кривой Л В). При моделировании гидравлических явлений, отвечающих указанной автомодельной области, поступают следую-й им образом а) создают русло модели, геометрически подобное действительному (натурному) руслу (вадюча я геометрическое подобие выступов шероховатости) б) задают в Граничном се ч е н и и модельного русла движение жидкости, кинематически подобное (для начального момента времени) движению ее в натуре в) дополнительно в граничном сечении модельного русла создают условия, при которых получается равенство для модели и для натуры чисел Фруда, В результате указанных операций в пределах модельного русла автоматически образуется поток, динамически подобный натурному потоку, что и требуется для проведения соответствующих исследований. [c.477]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...