Основы гидродинамического подобия

РЕЖИМЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ И ОСНОВЫ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ПОДОБИЯ [c.65]

Основы гидродинамического подобия [c.36]

Тесно связана о экспериментальным методом его теоретическая основа — теория подобия. В этом разделе гидромеханики устанавливают те условия и правила, по которым результаты экспериментов на макетах следует переносить на натурный объект. Этим, однако, роль теории подобия не исчерпывается, так как она служит эффективным средством обобщения и обработки экспериментальных данных, а также дает методы качественного анализа гидродинамических явлений. Последнюю функцию выполняет также теория размерностей, тесно связанная с теорией подобия. [c.24]

Значительное число параметров, определяющих гидродинамический и тепловой режимы, при течении жидкости в загруженных сечениях (трубные пучки, засыпки и т. п.), не позволяет решить задачу аналитически. В этих условиях единственным способом установления расчетных закономерностей теплообмена и сопротивления является обобщение опытных данных на основе теории подобия. Представление о характере течения потока в загруженных сечениях может быть получено в результате изучения распределения давления и теплоотдачи по поверхности трубок в пучках различной конфигурации. Отвлекаясь от влияния температурного фактора, изучение теплоотдачи можно осуществить методом аналогии между диффузией и теплообменом. [c.251]

Теория подобия гидромеханических процессов является теоретической основой гидродинамического экспериментирования и моделирования, а также дает методы анализа и обобщения экспериментальных и теоретических результатов. Теория гидродинамического подобия — часть общей теории физического подобия, в которой одним из основных является понятие о сходственных величинах. [c.21]

Для вынужденного течения кипящей жидкости предложен ряд эмпирических формул, построенных в критериях подобия, так или иначе выводимых на основе гидродинамической гипотезы. Однако эти зависимости весьма сложны, их форма не определяется какими-либо ясными теоретическими соображениями, а результаты обобщения отнюдь нельзя считать удовлетворительными. Поэтому крайне важно рассмотреть такие условия течения кипящей жидкости, при которых число независимых переменных, определяющих кризис кипения, было бы минимальным и между ними можно было установить достаточно отчетливые связи. [c.188]

В книге приведены сведения по гидростатике и гидродинамике, а также рассматриваются вопросы гидравлики сооружений, некоторые специальные разделы гидромеханики, движения грунтовых вод и основы теории фильтрации, вопросы гидродинамического подобия, гидравлические расчеты судоходных шлюзов и элементы теории волн. [c.2]

В книге изложены гидростатика и гидродинамика. Рассмотрены вопросы гидравлики сооружений, судоходных шлюзов и теории волн, а также некоторые специальные разделы гидромеханики и основы теории фильтрации. Освещена теория гидродинамического подобия. Издание 1-е вышло в 1965 г. [c.2]

При постановке гидродинамического эксперимента одним из основных является вопрос о том, по каким правилам должна быть изготовлена модель испытуемого объекта и по каким зависимостям следует пересчитать данные опытов, чтобы получить достоверное описание натурного гидродинамического явления. На этот вопрос дает ответ раздел гидромеханики, называемый теорией подобия, которая по существу является теоретической основой эксперимента. Кроме того, теория подобия дает методы построения рациональной структуры теоретических зависимостей и комбинаций входящих в них параметров, чем облегчается анализ и получение обобщенных выводов из теоретических решений. [c.118]

Вклад в науку о подобии сделали такие ученые, как Коши, который установил законы звуковых явлений в геометрически подобных телах (на основе уравнений движений упругих тел) Гельмгольц, который определил условия подобия гидродинамических явлений Филлипс, установивший законы колебаний мостов, и др. [c.9]

КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ И ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ [c.22]

Изложенные в предыдущих главах общие принципы исследования теплообмена и движения в многофазных системах могут быть также положены в основу изучения гидравлики газо-жидкостной смеси. Метод построения системы основных уравнений гидродинамики такого двухфазного потока и их анализа с точки зрения теории подобия был показан нами в десятой главе, при изложении гидродинамической теории кризисов в механизме кипения. [c.163]

Характеристики гидродинамических передач, рассмотренные ранее, не могут быть получены с достаточной точностью теоретическим путем. Поэтому при проектировании механизмов и машин с такими передачами широко используются методы, основой которых являются положения теории подобия лопастных гидромашин. Они позволяют подбирать или определять характеристики и основные геометрические параметры гидродинамических передач, удовлетворяюш ие заданным условиям эксплуатации. При этом проектировании исходным материалом являются экспериментальные данные, полученные для рассматриваемой или подобной гидропередачи на подобном режиме работы. [c.247]

Вообще говоря, гипотеза подобия кладется в основу теорий турбулентных следов и струй (гл. XIV) и следов гидродинамических движителей. Во всех случаях постоянные р и д могут быть определены из приближенных форм закона сохранения количества движения и требования совместности с принятой приближенной формой уравнений движения. Таблица 1 содержит перечень постоянных р н д, определенных таким образом 2 ). [c.349]

В основе этой теории лежит предположение о том, что кризис кипения есть следствие нарушения гидродинамической устойчивости процесса. С, С, Кутателадзе получает критерий гидродинамической устойчивости методами теории подобия, В работе [40] для этого он постулирует гидродинамическую аналогию между пузырьковым кипением и барботажем жидкости газом, вдуваемым через пористую поверхность с малыми размерами пор. [c.272]

ИНОГО вида и некоторых простейших гипотез подобия (являю-ш,ихся, в частности, обязательной частью всех полуэмпирических теорий турбулентных струй и следов за обтекаемыми телами). Однако гипотезы подобия, опирающиеся на конкретные физические представления о механизме турбулентности, не были единственной основой этих теорий и всегда дополнялись (иногда даже и без настоящей надобности) предположениями более специального характера. Так, например, одним из важнейших выводов полуэмпирических теорий явилось установление универсального (т. е. справедливого при всех не слишком малых числах Рейнольдса) логарифмического закона для профиля осредненной скорости в трубах, каналах и пограничных слоях на плоской пластинке. В настоящее время известно, что этот закон можно вывести из одной только естественной гипотезы подобия, касающейся распределений вероятностей гидродинамических полей турбулентности в полупространстве, или из соображений размерности, опирающихся на простейшие предпо-ложения о физических величинах, определяющих в этом случае турбулентный режим. Тем не менее, в полуэмпирических теориях и этот результат всегда обосновывался с помощью некоторых специальных гипотез, причем, к сожалению подобные его выводы до сих пор остаются господствующими в учебной литературе по гидромеханике. [c.20]

Второй вопрос связан с так называемым масштабным эффектом . Суть его в том, что моделирование, основанное на классических принципах теории подобия, не обеспечивает масштабный переход. Это означает, что эффективность различного рода промышленных технологических аппаратов оказывается ниже той, которая должна была бы быть по результатам, полученным пересчетом с модельных испытаний. Более того, она ухудшается по мере увеличения размеров аппаратов. Это вынуждает исследователей отказываться от испытаний на моделях и переходу к испытаниям на объектах, построенных в натуральную величину, что резко повышает стоимость эксперимента, а при создании особо крупных аппаратов такой подход вообще невозможно реализовать. Исследования, выполненные в последние годы, показали, что в основе масштабного эффекта лежат чисто гидродинамические явления неравномерность распределения потоков по сечению аппарата, увеличение масштаба турбулентности и т.п., что позволяет найти способы устранения этого эффекта. Достаточно полное изложение теории можно найти в книге под ред. А.М.Розена Масштабный переход в химической технологии разработка [c.110]

Подобие двух или более гидродинамических процессов это условие, при котором свойства и характеристики одного объекта являются свойствами и характеристиками другого, а их количественные соотношения определяются на основе масштабных коэффициентов. Весьма важным в понятии подобия является представление о сходственных величинах и элементах. [c.159]

Развитие технической механики жидкости (гидравлики) в XIX в. за рубежом. Зародившееся во Франции техническое (гидравлическое) направление механики жидкости быстро начало развиваться как в самой Франции, так и в других странах. В этот период в той или другой мере были разработаны или решены следующие проблемы основы теории плавно изменяющегося неравномерного движения жидкости в открытых руслах (Беланже, Кориолис, Сен-Венан, Дюпюи, Буден, Бресс, Буссинеск) вопрос о гидравлическом прыжке (Бидоне, Беланже, Бресс, Буссинеск) экспериментальное определение параметров, входящих в формулу Шези (Базен, Маннинг, Гангилье, Куттер) составление эмпирических и полуэмпирических формул для оаределения гидравлических сопротивлений в различных случаях (Кулон, Хаген, Сен-Венан, Пуазейль, Дарси, Вейсбах, Буссинеск) открытие двух режимов движения жидкости (Хаген, Рейнольдс) получение так называемых уравнений Навье — Стокса, а также уравнений Рейнольдса на основе использования модели осредненного турбулентного потока (Сен-Венан, Рейнольдс, Буссинеск) установление принципов гидродинамического подобия, а также критериев подобия (Коши, Риич, Фруд, Гельмгольц, Рейнольдс) основы учения о движении грунтовых вод (Дарси, Дюпюи, Буссинеск) теория волн (Герстнер, Сен-Венан, Риич, Фруд, [c.28]

В работе Вагнера, Гольцшуг и Барта [Л. 69] вновь намечается отход от представления результатов исследований в виде эмпирических формул и предлагается обобщение опытов на основе законов гидродинамического подобия. [c.244]

В заключение остановимся на общей проблеме установления подобия гидродинамических процессов с помощью уравнений Навье — Стокса. Как известно, вопросы подобия в простейших задачах прочности рассматривал в своих Беседах еще Г. Галилей (1638), а более общий критерий динамического подобия сформулирован в Началах И. Ньютона (1687). В теории теплоты принципом подобия широко пользовался Ж. Фурье. Однако анализ обпщх уравнений гидродинамики с точки зрения подобия не производился сколь бы то ни было систематически, по-видимому, вплоть до середины XIX в., когда Дж. Г. Стокс (1851) попытался сформулировать обпще принципы динамического подобия течений. Более подробно такой анализ был проведен в 1873 г. Гельмгольцем, который использовал некоторые свои результаты и для непосредственного пересчета различных экспериментов. Но и эта работа не определила, по существу, всестороннего внедрения методов подобия в гидродинамику. Этот процесс проходил весьма медленно, теоретические дискуссии об основах метода подобия и размерности развернулись в начале XX в., а практическое внедрение, например числа Рейнольдса, в инженерные расчеты завершилось лишь в конце первой четверти XX в. [c.73]

Конструирование гидромуфты представляет собой сложный, дорогостоящий и многостадийный процесс, сопряженный с экспериментальной доводкой конструкции, и к нему обращаются в тех случаях, когда техническое задание не имеет решения на основе известных конструкций. В основном при создании приводов машин с гидродинамическими передачами используются известные конструкции с уточнением их размеров по заданным техническим параметрам на основе теории подобия. С ее помощью производится также пересчет опытных характеристик гидропгаедач с одной угловой скорости входного вала на другую. Таким образом, применение моделирования существенно уменьшает обьем экспериментальных работ при создании лопастных систем и определении механических свойств гидропередач. [c.462]

Теплопередача, а точнее теория тепло- и массообмена - это наука, которая изучает процессы распространения тепла (или массы, поскольку выявлена явная аналогия таких процессов) в пространстве. Процессы распространения тепла в пространстве, при всем их многообразии, и являются предметом изучения этой науки. Основные понятия и законы теории теплопереноса также бьши сформулированы в рамках общефизической теории на заре ее бурного развития. Папример, основы аналитической теории теплопроводности бьши заложены Ж. Фурье еще в 1822 году. В середине XIX века были сформулированы основы теории подобия, а в 1915 году она впервые была применена В. Пуссельтом для исследования процессов теплообмена. Несколько раньше О. Рейнольдс применил ее при изучении гидродинамических процессов, высказав идею об аналогии между отдельными тепловыми и гидродинамическими явлениями. [c.5]

Поскольку для вихревого режима течения невозможно применить гидродинамическую теорию теплообмена, то обычно расчетные зависимости в области гидродинамики и теплообмена получают на основе обобщения экспериментальных данных. Экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена в активных зонах с шаровыми твэлами реакторов FP оеу-ш,ествить весьма трудно, а на стадии проектирования просто и невозмфкно, поэтому обычно используют теорию подобия, которая позволяет установить, от каких безоазмерных параметров зависит гидродинамическое сопротивление при обтекании газом тепловыделяющих элементов и его нагрев за счет теплоотдачи от поверхности твэлов. [c.47]

Ранее (Гл. 3) была получена система гидродинамических уравнений смеси (3.2.4)-(3.2.8) масштаба среднего движения, которая может быть использована для адекватного моделирования средней атмосферы. В реологические соотношения (3.3.3), (3.3.15), (3.3.19) для входящих в эти уравнения турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора турбулентных напряжений входят коэффициенты (в общем случае - тензоры) турбулентного обмена, которые должны быть заданы а priori. Обычно принимается гипотеза Колмогорова Колмогоров, 1941), состав-лющая основу принципа локального подобия в теории полуэмпирического моделирования турбулентных коэффициентов однородной жидкости коэффициенты турбулентного обмена, такие как и скорость диссипации турбулентной энергии в каждой точке развитого турбулентного течения зависят только [c.275]

В категории больших чисел Рейнольдса внимание будет сосредоточено на вопросах масштабного эффекта при передвижении по скомброидному типу и с помощью серповидного хвоста различных групп рыб и китообразных. Их гидродинамическая эффективность и физиологические функцин рассматриваются на основе данных сравнительной зоологии и динамического подобия. Экспериментальные результаты в этой области относительно обильны, и за последнее время произошла значительная активизация исследований, так что Теперь возможно более тонкое исследование вопросов мае- [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...