Правило Фруда

Имея в виду сказанное, моделирование приходится осуществлять в общем случае приближенно, учитывая только одну — главную систему действующих сил. Обычно при моделировании безнапорных турбулентных потоков жидкости, отвечающих квадратичной области сопротивления, исходят из критерия Фруда, считая, что рассматриваемое движение обусловливается главным образом силами тяжести (силами трения здесь, как правило, пренебрегают). [c.292]

Следовательно, образовавшиеся при этом безразмерные коэффициенты характеризуют собой отношение сил различной физической природы к силам инерции. Так, коэффициент при первом слагаемом левой части уравнения (10.31) определяет отношение массовых сил к силам инерции, критерий Фруда является мерой отношения силы инерции к массовой силе. В поле силы тяжести массовой силой является сама сила тяжести. В этом случае критерий Фруда характеризует отношение силы инерции к силе тяжести. Коэффициент при втором слагаемом — критерий Эйлера определяет отношение силы гидродинамического давления к силе инерции. Отношение силы инерции к силе трения (вязкости) характеризуется критерием Рейнольдса. Коэффициент при первом слагаемом правой части уравнения (10.31) раскрывает отношение между локальными и конвективными силами инерции — критерий Струхаля. [c.387]

Безразмерные дифференциальные уравнения (28) находятся в замечательном соответствии с техническим опытом мы можем отсюда вывести три наиболее важных ориентирующих правила, используемые при моделировании ). Так, мы видим, что если влияние силы тяжести, сжимаемости и кавитации незна -чительно, то модель должна иметь то же самое число Рейнольдса Яе. Если не имеют значения сжимаемость, кавитация и вязкость, то моделировать надо по числу Фруда Рг. [c.139]

Для гидротехнических лабораторий чрезвычайно важной задачей является установление правил, которые позволяли бы моделировать движение наносов в искусственных условиях. Прежде всего должно соблюдаться условие (10), что сводится к соблюдению закона подобия Фруда (стр. 243). Однако, для того чтобы более или менее удовлетворить также закону подобия Рейнольдса, необходимо брать для моделирования частицы с размерами более крупными, чем это следовало бы делать для сохранения геометрического подобия (соответственно такому увеличению размеров должен уменьшаться удельный вес частиц). Достигаемое таким путем совпадение условий опыта с естественными условиями получается довольно удовлетворительным . Интересующихся критическим разбором этой задачи отсылаем к статье Зей-ферта . [c.444]

Путем правильного выбора переменных, получающих произвольные показатели степени, можно управлять появлением величины именно в одном или более чем в одном произведении. Какие величины должны быть выбраны для появления в каждом произведении и какие только в одном, зависит в большой степени от ожидаемых результатов. Если переменная легко контролируется экспериментально, желательно присутствие ее только в одном произведении, чтобы ее независимое изменение воздействовало непосредственно на это произведение. Переменная, выбранная для исследования в качестве зависимой величины, конечно, всегда должна быть ограничена одним произведением. С другой стороны, числа Фруда, Рейнольдса и им подобные, приобретшие большое физическое значение, будут в большинстве случаев получаться как произведения, только если длина, скорость и плотность выбраны как повторяющиеся переменные. Если скорость представляет легко и независимо изменяющуюся величину, эти два критерия будут, очевидно, разными. Как правило, не существует определенного пути для применения понятий размерности при анализе какого-нибудь явления, опыт здесь необходим в такой же степени, как и в любой другой области науки. Поэтому в следующих частях будут детально рассмотрены трудности скорее физического, чем алгебраического порядка. [c.14]

Какие из величин, удовлетворяющих данным требованиям, должны быть выбраны, целиком зависит от желаемых результатов. Вообще говоря, выбор длины, скорости и плотности будет приводить к ряду геометрических соотношений, к параметру потока, такому, как число Эйлера, и к одному или более общих параметров, таких, как числа Фруда и Рейнольдса. Однако, как уже было показано, иной выбор приводит к более выразительным (хотя не более правильным) объединениям — особенно если среди них имеются такие, у которых скорость заменена размерно-эквивалентным значением р р. Обычно такой произвольный контроль над первоначальным подбором П-членов идет по одному из двух направлений или какая-нибудь переменная преднамеренно исключается из всех членов, кроме одного, или она преднамеренно включается в каждый член. Так, как прави- [c.19]

Теоретически говоря, мы имеем в первых трех уравнениях три неизвестные величины, определяющие условия эксперимента скорость потока, характерный размер модели и одну из физических констант, характеризующих природу среды, т. е. V или а. Таким образом, можно определить условия эксперимента так, чтобы были выполнены совместно условия подобия Рейнольдса, Фруда и Маиевского. Однако при действительном проведении эксперимента дело обстоит совсем иначе. Натуральные летательные аппараты имеют в настоящее время настолько большие размеры, что экспериментировать приходится, как правило, с моделями, уменьшенными по сравнению с натурой. Если величины, относящиеся к натуральному объекту, отмечать значком 1, а величины, относящиеся к модели,—значком 2, то можно считать, что, как правило, Предположим, кроме того, что как [c.583]

Из рассмотрения формул (Х.З), (Х.5) и (Х.ба) нетрудно установить, что параметр кинетичности /7 , число Фруда Рг и число Рейнольдса Re зависят от скорости движения, т. е. состояние потока и режим его движения определяются для данного канала величиной скорости потока. Следовательно, для данного открытого русла охарактеризовать соотношение сил инерции, вязкости и гравитации, т. е. условия, при которых осуществляется изменение состояния потока и режима движения жидкости, можно графиком, где по оси абсцисс отложены скорости движения жидкости, а по оси ординат — глубины потока в русле (рис. Х.2). На этом графике нанесены прямые, отвечающие определенным значениям чисел ]/ Рг и Ке. Жирная прямая при У Рг = 1, соответствующая критическому состоянию потока, разделяет график на две части, из которых левая охватывает область спокойных потоков, а правая — область бурных потоков. Средняя заштрихованная полоса 5, ограниченная значениями числа Рейнольдса 500 и 2000, является переходной областью. Ниже этой полосы потоки ламинарные, а выше турбулентные. Таким образом, график состоит из четырех зон нижняя левая 1 — область спокойных (докритических) потоков с ламинарным режимом движения, нижняя правая 2 область бурных (сверхкритических) потоков с ламинарным режимом движения, верхняя правая 3 — область бурных (сверхкритических) потоков с турбулентным режимом движения, верхняя левая 4 область спокойных (докритических) потоков с турбулентным режимом движения. [c.180]

Течение смеси в рельефном трубопроводе при относительно малых значениях числа Фруда и высоких газосодержаниях характеризуется частой сменой структур потока. На нисходящих участках трубопровода структура течения смеси как правило расслоенная, а на восходящих — пробковая или кольцевая. Расчет подобного режима течения смеси представляет значительную сложность. В то же время запросы практики проектирования и эксплуатации трубопроводов, транспортирующих газоконденсатные смеси, требуют разработки инженерных методов расчета указанного режима течения смеси. Анализ особенностей течения смесей при цикличной смене структур потока в рельефных трубопроводах позволяет сделать обоснованные допущения, при которых удается получить достаточно точные расчетные формулы. С этой целью рассмотрим отдельно задачу о течении смесей с большим расходным газосодержанием. [c.314]

Несмотря на ограничение интервала изменения Р в этот класс попадает большинство гидравлических задач, возникающих при транспортировке по трубопроводам газоконденсатных смесей. Скорость течения смеси в трубопроводах, как правило, соответствует интервалу изменения числа Фруда 0,01< Ггс < 40. В указанных пределах изменения Ргс и Р обоснованными являются следующие допущения [c.315]

При одновременном действии нескольких сил для обеспечения подобия необходимо, чтобы в натуре и на модели величины соответствующих Крите риев подобия были равны. Как правило, добиться этого бывает очень труд но или даже невозможно. Рассмотрим, нгпример, случай, когда одновремен но приложены силы вязкости и силы тяжести. Тогда для обеспечения подо бия нужно добиться равенства в натуре и модели чисел Рейнольдса и Фруда т. е. одновременного соблюдения условий (учитывая, что ga — gu) [c.315]

Таким образом, к знакомым числам Рейнольдса и Фруда добавился новый безразмерный комплекс PofPo l При изучении течений газов эффекты силы тяжести обычно несущественны, и подобия по Фруду, как правило, не требуется. [c.167]

В аэродинамике малых скоростей основное значение имеет правило подобия Рейнольдса, так как сопротхгвление среды в этих условиях происходит главным образом от сил трения. Силами тяжести, т. е. влиянием параметра Фруда, при этом можно пренебречь. [c.584]

Вопрос о водяном сопротивлении гидросамолета более сложен, и точного математического правила его определения нет. Закон Фруда приходится применять с некоторыми ограничениями и добавлениями, и поэтому для получения более полной картины волнового сопротивления определение его производится в специальных бассейнах путем буксировки (протаски) моделей плавающих приспособлений гидросамолетов с замером величин получающихся при этом сопротивлений. [c.38]

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 ...