Подобие гидравлических явлений

Решением всех этих вопросов и занимается теория моделирования гидравлических явлений. Основой ее служит теория подобия. Говоря далее о подобии гидравлических явлений, будем иметь в виду только так называемое механическое подобие двух механических — гидравлических систем ( модели и натуры ), представляющих собой движущиеся сплошные среды. [c.285]

ПОНЯТИЕ О ПОДОБИИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ [c.523]

ПОДОБИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ [c.61]

При моделировании необходимо обращать особое внимание на выбор масштаба модели, исходя из требований соблюдения следующих условий подобия гидравлических явлений, вытекающих из законов подобия. [c.508]

Подобие гидравлических явлений 314 Подтопленная струя 144 Подпертый гидравлический прыжок 199 Подъемная сила 19 Поглощающий колодец 291 [c.338]

Понятие о подобии гидравлических явлений [c.467]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ. ЗАКОН ПОДОБИЯ [c.329]

При изучении различных гидравлических явлений, как ун<е неоднократно указывалось выше, весьма большая роль принадлежит экспериментальному исследованию, которое проводится в лаборатории на моделях потоков, выполняемых в меньшем масштабе, чем натура. Для того чтобы результаты подобных исследований можно было затем обобщить и перенести на натуру, необходимо знать законы, связывающие между собой величины, полученные при исследованиях на моделях, и соответствующие им величины в натуре. Эти законы, устанавливающие определенные соотношения между геометрическими размерами, кинематическими и динамическими характеристиками потоков в модели и натуре, называются законами подобия, они подробно изучаются в теории подобия и моделирования. [c.110]

Необходимо иметь в виду, что одновременное выполнение различных законов подобия в большинстве случаев практически неосуществимо. Поэтому при моделировании гидравлических явлений обычно исходят только из того закона подобия, который в рассматриваемом случае имеет решающее значение. [c.114]

Геометрическое подобие. Две гидравлические системы (два гидравлических явления) будут геометрически подобными в том случае, если между сходственными размерами этих систем всюду существует постоянное соотношение [c.286]

При физическом моделировании гидравлических явлений с использованием материальных моделей, удобно различать геометрическое, а также кинематическое и динамическое подобия. [c.523]

Из рассмотрения приведенной табл. 16-1 видно, что условия (16-39, I) и (16-39, II) несовместимы. Поэтому, если гидравлическое явление протекает под действием двух или нескольких систем сил, и в лаборатории принимается та же жидкость, что и в натуре (v = v ), то динамического подобия достигнуть невозможно, так как один критерий подобия требует при переходе от натуры к модели изменения, например, скорости в [c.533]

Подобие потоков в случае преобладающего влияния сил тяжести, В ряде гидравлических явлений преобладающими будут силы тяжести, например при истечении через водосливы и отверстия (при пренебрежимо малом влиянии сил вязкости и поверхностного натяжения). [c.586]

Если преобладающее влияние в рассматриваемом гидравлическом явлении принадлежит силам поверхностного натяжения, то условие динамического подобия принимает вид [c.219]

Необходимый результат при исследовании гидравлических явлений в ряде случаев может быть получен на электрической модели, если для ее составления воспользоваться электрогидравли-ческой аналогией, основанной на подобии ламинарного потока жидкости электрическому току. [c.66]

Из рассмотрения приведенной табл. 16-1 видно, что условия (16-39, I) и (16-39, П) несовместимы. Поэтому, если гидравлическое явление протекает под действием двух или нескольких систем сил, и в лаборатории принимается та же жидкость, что и в натуре (у = Уц), то дин а м и ч е -с к о г о п о д о б и я д о с т и г н у т ь н е в о 3 м о ж н о, так как один критерий подобия требует при переходе от натуры к модели изменения, например, скорости в а раз, другой же критерий подобия — в аГ раз и т. п. [c.476]

Пользуясь теорией подобия, можно строить модели так, что в них будут протекать явления, подобные явлениям, протекающим в натуре (в образцах). Моделированием называют замену исследования натурального образца исследованием на подобной модели. Задолго до постройки дорогостоящего устройства можно построить дешевую модель и по ней установить особенности работы образца. По гидравлической модели, например, можно изучить движение жидкости, заранее увидеть его особенности и, если нужно, внести коррективы в проект данного устройства. Жидкость, используемая в модели, может быть иной, чем в образце. Например, если в образце движется газ, то в модели в качестве рабочего тела может быть использована вода. [c.161]

Чтобы выяснить влияние отдельных факторов на работу аппарата, можно произвести ряд подробных исследований его в эксплуатационных условиях. Такие исследования кропотливы, требуют большой затраты труда и средств и не всегда дают надежные результаты. Кроме того, вследствие ряда технических трудностей, возникающих при испытании, и невозможности непосредственных измерений многие стороны явления остаются совершенно неизученными. Описываемый ниже метод моделирования позволяет характер движения рабочей жидкости, гидравлическое сопротивление газоходов и теплообмен в них изучать на уменьшенных моделях. При этом вместо изучения в аппаратах движения горячих газов в модели можно изучать движение холодного воздуха или воды. Модель можно изготовить с прозрачными стенками в этом случае характер движения рабочей жидкости можно наблюдать визуально и фотографировать. При выполнении определенных условий моделирования движение жидкости в модели оказывается подобным движению горячих газов в образце. Условия моделирования вытекают из теории подобия (см. 2-3). [c.256]

Правильная картина движения жидкости и соответствующие закономерности гидравлического сопротивления и теплообмена могут быть получены только в моделях, рассчитанных по правилам моделирования, обеспечивающих подобие явлений в образце и модели. При этом необходимыми и достаточными условиями теплового подобия являются следующие 1) геометрическое подобие 2) подобие условий движения жидкости при входе 3) подобие физических свойств в сходственных точках модели и образца (постоянство отношения плотностей, коэффициентов вязкости и др.) 4) подобие температурных полей на границах 5) одинаковость значений определяющих критериев Re и Рг при вынужденном и Gr и Рг при свободном движении жидкости. При этом одинаковость определяющих критериев подобия достаточно установить в каком-либо одном сходственном сечении. [c.257]

Правильная картина движения жидкости и соответствующие закономерности гидравлического сопротивления и теплообмена могут быть получены только в моделях, рассчитанных по правилам моделирования, обеспечивающих подобие явлений в образце и модели. При этом необходимыми и достаточными условиями теплового подобия являются следующие 1) геометрическое подобие 2) подобие условий движения жидкости при входе 3) подобие физических свойств в сходственных точках модели и образца (постоянство отношения плотностей, коэффициентов вязкости и др.) 4) п6- [c.275]

Широкое применение двухфазных сред в современной технике в химической технологии, в криогенной технике, в газо- и нефтедобыче, в трубопроводном транспорте, в металлургии, в ракетной технике и энергетике (в том числе ядерной) — поставило задачу создания газодинамики таких сред. В газодинамике одним из определяющих понятий является понятие о скорости распространения малых возмущений. На знании скорости звука базируется определение важнейшего критерия газодинамического подобия числа Маха. Поскольку газожидкостная среда характеризуется весьма малой скоростью звука, сопоставимой со скоростями движения газожидкостных потоков в каналах различной геометрии, то значения скорости звука в изучении этих потоков возрастают по сравнению с однофазными потоками. Нередко движение газожидкостных потоков сопровождается нестационарными явлениями, характеризующимися возникновением пульсаций давления, плотности, скорости, температур обеих фаз. Чаще всего эти явления, связанные, например, с возникновением гидравлических ударов, с вибрациями трубопроводов и другого оборудования, нарушением режима циркуляции (опрокидывание циркуляции) и теплообмена, недопустимы или нежелательны. В других случая , возникновение двухфазных течений интенсифицирует теплообмен, повышает эффективность работы некоторых элементов энергетического оборудования и их экономичность. [c.31]

В этой главе рассматриваются некоторые явления, оказывающие влияние на предсказание возникновения кавитации или па соотношения подобия кавитационных характеристик гидравлических машин и оборудования. Они связаны с практической проблемой моделирования, заключающейся в установлении соответствия между проектными и эксплуатационными критериями. Следует различать понятия масштабный эффект, введенный в разд. 2.7, и моделирование. Под масштабным эффектом подразумевается любое отклонение от элементарного условия подобия, выраженного соотношением (2.5) в виде [c.257]

Одним из методов, позволяющим решить указанные задачи и имеющим в настоящее время весьма широкое применение в практике гидравлических исследований, является метод анализа размерностей. Применение этого метода позволяет уже заранее определить основные критерии подобия, в которых следует обрабатывать данные экспериментов, а также обобщить их результаты и установить закономерности, отражающие исследуемое физическое явление. [c.270]

Рабочей жидкостью для гидравлических турбин обычно является вода. Однако насосы перекачивают самые разнообразные жидкости с сильно отличающимися термодинамическими свойствами. Даже термодинамические свойства воды значительно изменяются при значительном изменении температуры. Таким образом, при проектировании насосов и их применении необходимо учитывать термодинамические свойства жидкостей (и их паров). Как уже обсуждалось в разд. 6.7, для жидкостей с высоким давлением насыщенного пара (и плотностью) основное влияние термодинамических свойств состоит в уменьшении размеров каверн по сравнению с жидкостями, имеющими низкое давление насыщенного пара, вследствие чего уменьшается влияние самой кавитации на характеристики насоса. Поэтому увеличение температуры данной жидкости ослабляет влияние кавитацни и может привести к подобию кавитационных явлений в нагретой воде и жидком водороде. На этом принципе основан метод моделирования, описанный в разд. 6.7, который Стал и Степанов [11] применяют для насосов, работающих в условиях развитой кавитации. [c.649]

Да Винчи Всякий раз, когда имеешь дело с водой, прежде всего обратись к опыту, а потом уже рассуждай . Действительно, роль экспериментов в гидравлике крайне велика. Изучение гидравлических явлений на моделях, созданных на основе теории подобия с применением определенных методик моделирования, позволяет получить данные о параметрах, которыми будет характеризоваться явление в натурных условиях. Экспериментальные исследования позволяют в необходимых случаях уточнить результаты, полученные в аналитических расчетах, при пр> нятии тех или иных допущений. [c.10]

При изучении различных гидравлических явлений большая роль принадлежит экспериментальному исследованию, которое проводится в лаборатории на моделях потоков, выполняемых обычно в меньшем, чем натура, масштабе. Для того чтобы результаты подобных исследований можно было обобш,ить и перенести на натуру, необходимо знать законы, устанавливающие определенные соотношения между геометрическими размерами, кинематическими и динамическими характеристиками потоков в модели и натуре. Их называют законами подобия и подробно изучают в теории подобия. [c.126]

Широкое использование теории подобия для изучения электрических явлений и машин стало возможным благодаря работам В. А. Веникова, Я. Кожешника и Б. 3. Зильбермана. Теорию гидравлического интегратора для тепловых расчетов, основанную на аналогии между тепловыми и гидравлическими явлениями, создал В. С. Лукьянов. Теорию электрического интегратора для тепловых расчетов разработал Л. И. Гутенмахер. [c.142]

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]

С увеличением Re вначале распределение скоростей изменяется очень сильно, но затем замедляется и, наконец, остается постоянным. Независимость характера движения от Re называется явлением автомодельности. В области автомодельного движения жидкости условие подобия Re = idem можно не соблюдать, что облегчает проведение эксперимента. В сложных каналах автомодельность наступает очень рано, при этом значение коэффициента гидравлического сопротивления становится постоянным, что может служить одним из признаков наступления автомодельности. [c.276]

Многочисленные экспериментальные данные по исследованию теплоотдачи, гидравлического сопротивления и критической плотности теплового потока охватывают широкий диапазон изменения всех определяюпхих параметров. Однако до настоящего времени не разработана общая теория, которая удовлетворительно описывала, бы совокупность рассматриваемых явлений и давала бы возможность аналитически подойти к решению задачи. Расчетные соотношения можно получить, применяя методы подобия процессов. В этом направлении выполнен ряд работ, но, как правило, полученные соотношения очень сложны, содержат несколько постоянных (до пяти) и. что самое главное, часто плохо согласуются с опытными данными. Кроме того, ни одна из известных работ не дает возможности получить обобщенные зависимости для теплообмена, гидравлического сопротивления и критической тепловой нагрузки исходя из единой системы безразмерных переменных. [c.52]

Когда две различные фазы, например жидкость и газ или две жидкости с разными свойствами, соприкасаются друг с другом, на каждую единицу площади поверхности раздела приходится определенное количество энергии. Эта энергия имеет ту же размерность, что и сила, приходящаяся на единицу длины, и, хотя здесь нет физического подобия, все же будет удобнее в дальнейшем пользоваться последней величиной. Когда поверхность раздела находится между жидкостью и газом, она называется свободной поверхностью, а сила — поверхностным натяжением, размерность которого динЫсм. Свободные поверхности не оказывают влияния на свойства жидкостей в гидравлических системах, если наблюдается явление вспенивания [28, 29]. Пена представляет собой эмульсию пузырьков газа в жидкости при некоторых условиях эта эмульсия может быть очень устойчивой. По своей природе пена гораздо более сжимаема, чем сама жидкость, и если она засасывается насосом и попадает в гидросистему, то работа системы может нарушиться. Кроме того, из-за большой площади поверхности раздела между жидкостью и газом процесс окисления и другие химические реакции в пене значительно ускоряются. [c.48]

Что касается критерия гидравлического сопротивления Ей, то более подробное рассмотрение показывает,, что при одинаковых Re (и Gr) одинаковость Ей получается сама собой, поскольку, как уже указывалось, входящий в него перепад давления Ар полностью определяется заданием определенных условий однозначности, фигурирующих в критериях Re и Gr. Поэтому выражение / u = idem не является добавочным условием,, необходимым для обеспечения подобия явлений, а, напротив, есть следствие подобия. Необходимыми же условиями являются i e= idem для вынужденного движения и Gr = idem для свободного. [c.114]

Должно быть выдержано подобие в отношении шероховатости стеню К. Для получения на модели явлений, связанных с пограничным слоем, и установления точного распределения скоростей в потоке, модель должна быть геометрически подобна по натуре во всех деталях вплоть до геометрического подобия шероховатости. В большинстве случаев, как указывалось выше, это неосуществимо. Поэтому при моделировании исходят из подобия сопротивлений в модели и натуре, подбирая на модели тип шероховатости, отвечающий этому условию. При этом исследования могут быть распространены лишь на изучение средних гидравлических элементов (средних скоростей в сечении и т.д.). [c.508]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...