Подобие физических полей

Подобие физических полей [c.123]

Под газодинамическим подобием понимают подобие потоков газа. Оно означает подобие физических полей трех параметров потока давлений, температур, скоростей. [c.41]

Связи между константами подобия, выражаемые уравнениями типа (1.42), (1.44), (1.46) и (1.47), определяют возможное число степеней свободы при моделировании технического устройства. Например, если при однородном поле массовых сил выбран вид жидкости в соответствии с равенством (1.42) (следовательно, известно Су и другие константы подобия физических параметров) и линейный масштаб , то константа определяется равенством (1.44). При этом константа подобия по времени также не может быть выбрана произвольно, так как она определится равенством (1.46). [c.26]

Для установления количественной связи между величинами-аналогами дифференциальные уравнения и условия однозначности приводят к безразмерному виду, при этом выявляются масштабные коэффициенты (масштабы моделирования), позволяющие делать пересчет параметров одного физического поля в соответствующие параметры другого поля. Отметим, что в отличие от чисел и констант подобия масштабные коэффициенты являются размерными величинами. [c.75]

Для подобных явлений обязательно также подобие всех существенных величин. При этом сопоставлять можно только однородные величины (имеющие одинаковую размерность и одинаковый физический смысл) в сходственных точках пространства и в сходственные моменты времени. Сходственными точками называются точки, удовлетворяющие условию геометрического подобия /"// = С . Тогда, например, при кинематическом подобии имеем подобие полей скоростей и равенство w"/w i = С . При динамическом подобии р"/р = Ср. При тепловом подобии — подобие температурных полей t l/t = С,. [c.171]

Подобие физических явлений означает как подобие всех одноименных физических величин, характеризующих рассматриваемые явления, так и подобие полей этих величин. Подобные поля одноименных величин —это поля, различие которых сводится лишь к неодинаковости их масштабов. [c.319]

Необходимые и достаточные условия подобия физических явлений. Понятие подобия можно использовать не только в геометрии, но и распространить на физические явления. Подобными могут быть явления, имеющие одну и ту же физическую природу. Для подобия физических явлений необходимо, чтобы поля всех физических величин, характеризующих исследуемые явления, отличались только масштабом. Рассмотрим в качестве примера подобие процессов нестационарной теплопроводности. Из уравнения теплопроводности (2.25) с учетом геометрических, физических, граничных и начальных условий следует, что явление теплопроводности в одномерном приближении характеризуется восемью размерными величинами [c.96]

Следовательно, гидродинамическое подобие будет иметь место, если будут подобны поля скоростей и поля физических свойств жидкостей. В случае конвективной теплоотдачи для теплового подобия двух потоков, протекающих в каналах, изображенных на рис. 12-4, необходимо, кроме соблюдения геометрического подобия, также соблюдение подобия полей скорости и физических свойств жидкостей (плотности, вязкости и других), кроме того, еще подобия температурных полей. [c.160]

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]

Основой физического моделирования заземлителей при токе 50 Гц является теория подобия [33], которая устанавливает необходимые и достаточные условия подобия электрических полей в модели и в натуре. Эти условия заключаются в пропорциональности сходственных параметров и в равенстве критериев подобия [c.42]

ПОДОБИЕ СТАЦИОНАРНЫХ И НЕСТАЦИОНАРНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ [c.51]

Заканчивая рассмотрение подобия стационарных и нестационарных физических полей, остановимся на свойствах инвариантности безразмерных уравнений, описывающих подобные физические поля. [c.55]

Таким образом, безразмерные критериальные) уравнения физических полей тождественно совпадают между собой, если соот-ветствуюш,ие им объекты 1 и 2 удовлетворяют условиям механического подобия. [c.55]

Говоря о подобии физических явлений, следует иметь в виду подобие всех величин, характеризующих данное явление. Многие из этих величин имеют не одинаковые значения в различных точках пространства, и поэтому принято говорить о подобии полей величин по объему. [c.62]

Из теории подобия следует, что если в качестве масштабов выбраны сходственные величины (геометрические и физические), то в сходственных точках подобных стационарных, т. е. независящих от времени, полей безразмерные координаты и безразмерные физические переменные равны. Для нестационарных, т. е. зависящих от времени, физических полей сопоставление должно проводиться не в любые, а только в сходственные моменты времени. [c.280]

Подобие скоростных полей предопределяет подобие полей температуры (в нагретых и охлаждённых струях), полей коп-центраций (в струях с примесями) и вообще распределений всех тех физических свойств, которые связаны с переносом вещества струи. [c.260]

Критерии подобия, вошедшие в уравнение (1.5), состоят из двух групп относительных величин. Это, во-первых, относительные переменные (критерии) параметрического типа. Их введение вызвано следующим обстоятельством. Часто по условиям задачи в числе переменных содержатся две (и более) величины одной и той же физической природы и размерности (например, частота собственных колебаний и частота внешних возмущений, скорость абсолютного движения среды, скорость ее относительного движения и скорость распространения возмущений в этой среде и т. п.). Такие параметры могут входить в критериальные уравнения в виде простых отношений одноименных величин 5/ (например, число Маха М и др.). Чаще всего встречаются параметрические критерии геометрической природы, выражающие условия геометрического подобия систем, в которых про,-исходит рассматриваемый процесс. Аналогичным образом параметрические критерии физической природы выражают условие подобия соответствующих полей. [c.18]

Подобие физических процессов. Физические процессы, которые рассматриваются при изучении конвективного теплообмена — это движение жидкости (гидродинамические процессы) и перенос теплоты. Основной характеристикой движения жидкости является поле скорости. Подобными гидродинамическими процессами на- [c.226]

Условия подобия физических процессов. Установление факта подобия физических процессов путем измерения или расчета полей соответствующих величин на практике неудобно, а часто и просто невозможно. А между тем сама проблема весьма важна с практической точки зрения, ибо метод подобия позволяет, например, использовать результаты исследования процесса на относи-, тельно простой, недорогой и небольшой модели для создания реальных энергетических установок. Необходимо поэтому установить некоторые общие и удобные с практической точки зрения условия, которым должны удовлетворять два процесса (или несколько процессов), чтобы они были подобными. Эти условия сводятся к следующим положениям. [c.229]

По требованию теории подобия отношение значений этих физических параметров в модели и образце во всех геометрически сходственных точках должно быть одинаковым. Так как это трудно выполнимо, то обычно в модели проводят процесс, соответствующий какой-то средней температуре теплоносителей в образце. Трудно также осуществить подобие температурных полей на границах, поэтому наиболее часто используется так называемый метод локального моделирования, который состоит в том, что достигается подобие полей температур лишь на определенной части граничной поверхности. Исследуя аппарат по элементам, получают усредненные закономерности для всего устройства. [c.90]

Полное подобие физических процессов означает подобие полей всех однородных величин, т. е. в сходственные моменты времени в сходственных точках. пространства любой параметр ф2 может быть получен из однородного параметра первого подобного процесса ф1 помощью преобразования подобия 92 = С ср(1-2) 1- [c.101]

Условием подобия температурных и скоростных полей теплоносителя является равенство чисел Pr=v/a двух потоков, причем число Рг зависит только от физических свойств теплоносителя. [c.47]

В соответствии с третьей теоремой для того чтобы подобие двух явлений имело место, необходимо обеспечить геометрическое подобие систем (геометрические условия однозначности), подобие полей величин, определяющих явление иа границах системы (граничные условия однозначности), и подобие параметров, характеризующих физические свойства теплоносителя (физические условия однозначности). Для нестационарных процессов дополнительно необходимо иметь подобие явлений в начальный момент времени и подобное изменение граничных условий во времени (временные условия однозначности). [c.269]

Числа подобия, подсчитанные по определяющей температуре, не могут учитывать влияния полей физических параметров на процесс, поэтому составленные из них уравнения подобия правильно описывают явление теплоотдачи только при небольших температурных напорах. То же можно сказать о теоретических формулах для коэффициентов теплоотдачи, полученных в предположении о независимости теплофизических свойств от температуры. [c.314]

G. G. Кутателадзе и Н. И. Иващенко предлагают учитывать влияние полей физических параметров на коэффициент теплоотдачи в трубах и каналах множителем е, в уравнении подобия [c.315]

Заметим, что при приведении дифференциальных уравнений к безразмерному виду для условий существенной неизотермичности в них появляются безразмерные комплексы типа п/по, где п — физический параметр в произвольной точке изучаемого пространства, а По—его масштабное значение. Эти комплексы определяются температурным полем и представляют собой зависимые переменные. Следовательно, они не относятся к категории критериев подобия и в уравнение подобия не войдут. [c.17]

Требования подобия по физическим условиям однозначности (по физическим параметрам) могут иметь различную форму. Если свойства жидкости в-системе не изменяются, то физические условия не содержат параметрических критериев, и поэтому каких-либо условий на выбор физических параметров рабочей жидкости (кроме их постоянства) физические условия однозначности не накладывают. При изучении тепловых явлений, когда развитие процесса зависит от температурного поля системы, необходимо, чтобы число Прандтля для образца и модели было одним и тем же, Рг =Рг". Это условие выполняется автоматически, если в образце и модели используется одна и та же жидкость и одинаковый температурный уровень систем. В общем случае условие одинаковости критериев Прандтля в образце и модели накладывает дополнительные ус- [c.24]

В нестационарных случаях указанные признаки подобия физических полей должны иметь место в гомохронные моменты. Это значит, что тождественное равенство относительных величин должно реализоваться не только при соблюдении геометрической, но также и при условии временной сходственности. [c.69]

Для того чтобы модель стала подобна образцу, необходимо выполнить следующие условия. Моделировать можно процессы, имеющие одинаковую физическую природу и описываемые одинаковыми дифференциальными уравнениями. Условия однозначности должны быть одинаковы во всем, кроме численных значений постоянных, содержащихся в этих условиях. Условия однозначности требуют геометрического подобия образца и модели, подобия условий движения жидкост1[ во входных сечениях образца и модели, подобия физических параметров в сходственных точках образца и модели, подобия температурных полей на границах жидкой среды. Кроме того, одноименные определяющие критерии подобия в сходственных сечениях образца и модели должны быть численно одинаковы. [c.425]

Геометрическое подобие образца и модели осуществить нетрудно. Подобное распределение скоростей во входном сечении также может быть выполнено относительно просто. Подобие физических параметров в потоке жидкости для модели и образца выполняется лишь приближенно, а рюдобие температурных полей у поверхностей нагрева в модели и образце осуществить очень трудно. В связи с этим применяют приближенный метод локального моделирования. [c.425]

Понятие подобия может быть распространено на любые физические явления. Однако физические явления могут рассматриваться как подобные, если они от)юсятся к классу явлений одной и той же природы. Такие явления аналитически описываются одинаковыми уравнениями по форме и содержанию. По этому признаку, например, выделяют кинематически подобные процессы, если подобны движения потоков жидкости. Динамическое подобие означает подобие силовых полей. Тепловое подобие означает подобие температурных полей и тепловых потоков. Обязательной предпосылкой физического подобия является геометрическое подобие. [c.171]

В приложении даны краткие сведения справочного характера о структуре фундаментальных и специализированных (приближенных) критериев подобия, применяемых при моделировании машиностроительных конструкций. Ввиду того, что узлы и детали современных машин в процессе работы испытывают воздействия различных физических полей, здесь приведены не только критерии подобия для задач механики деформирования, но и для процессов аэрогидромеханики, газодинамики, термомеханики и теплообмена. [c.269]

Роль критериев подобия особенно важна. Выше при описании подобия треугольников отмечалось, что следствием такого подобия является пропорциональность сторон и равенство углов треугольника. В то же время для обеспечения подобия достаточно одной пропорциональности сторон. Таким образом, достаточные условия подобия более узки, чем следствия факта подобия. Примерно так же обстоит дело и в вопросе подобия физических процессов. Для обеспечения подобия достаточно обеспечить равенство только критериев подобия — в данном случае Ке и Рг. Следствия же подобия более широки в подобных процессах равны не только числа Ке и Рг, но и число Ми. Кроме того, в сходственлых точках (с одинаковыми координатами X, например) будут равны местные числа Нуссельта Ки . В этих процессах будут одинаковыми также безразмерные поля скорости и температуры. [c.246]

Пеобходимыми условиями подобия исследуемого образца и его модели являются 1) геометрическое подобие 2) подобие условий движения жидкостей при входе 3) подобие физических процессов и параметров в сходственных точках модели и образца 4) подобие температурных полей на границах и 5) одинаковость значений определяющих критериев. [c.40]

Тождество в образце и модели определяющих критериев точно выполнимо лишь в случае изотермического движения. Для тепловых устройств оно выполняется приближенно, как и подобие физических параметров. В случае невозможности соблюдения подобия во всем объеме участка, например при непостоянстве температуры, можно соблюдать приближенное подобие, осуществляя в модели изотермический процесс движения, соответствующий какой-то средней температуре рабочей жидкости в образце. Такя е применяется метод локального теплового моделирования, заключающийся в создании подобия температурных полей в тех участках, где исследуется теплопередача и соблюдены другие условия подобия. [c.41]

Сущность подобия физических явлений означает подобие полей рдноименных физических величин, определяющих данное явление. В физически подобных явлениях в сходственные моменты времени в сходственных точках любая физическая величина ф первого явления должна быть пропорциональна соответствующей величине ф" второго явления, т, е, имеют место равенства вида [c.69]

Требуемые закономерности теплообмена и гидравлического сопротивления при моделировании могут быть получены только в том случае, если в модели достигается геометрическое подобие подобие движения теплоносителей подобие физических параметров теплоносителей в сходственных точках модели и образца подобие температурных полей на границах равенство значений определяющих чисел подобия (Ке — при вынужденном движении, ОгРг — при свободн1Эм движении). [c.90]

Последнее определение, к которому мы подходим, касается подобия физических явлений. Назовем явления данного рода подобными, если развитие их в пространстве и во врелгени описывается численно одинаковыми полями одноименных величин, выраженных в относительных мерах. [c.62]

Среди физических полей находятся такие, которые должны быть заданы наперед согласно постановке краевой задачи. Здесь имеются в виду распределения соответствующих величин в начальный люмент времени и на границах. Очевидно, подобие явлений возможно при непремешюм условии, что.эти распределения подобны. Однако подобное распределение величин в начальный момент времени ц на границах салю по себе еще не обеспечивает подобия полей за- [c.62]

Исходя из изложенных выше условий подобия физических процессов, при моделировании прежде всего необходимо осуществить геометрическое подобие. модели и натуры. Соблюдение подобия условий однозначности требует подобия теплофизических свойств жидкости и подобия процессов на границах исследуемой системы. Первое требование особенно сложно соблюсти, если физические параметры переменны и эта переменность проявляется в исследуемом процессе (например в условиях неизо-термичности потока, характерном для конвективного теплообмена, если такие существенные для теплообмена свойства, как вязкость, плотность, теплопроводность, теплоемкость, зависят от температуры). Как правило, это существенно ограничивает возможности моделирования на отличных от натурных теплоносителях (например возможности замены газа капельной жидкостью). Второе требование обычно обеспечивается соблюдением подобия температурных и скоростных полей tia входе жидкости в исследуемый объект и подобия полей температур или тепловых потоков на поверхности тел, участвующих в теплообмене. [c.78]

Для отыскания критериев подобия, т. е. тех условий, при которых мы будем иметь подобие рассматриваемых физических полей, сначала необходимо, как известно (М.В.Кирничев, 1953 Эйгенсон, 1952), однозначно определить исследуемое физическое явление. Для этого выпишем уравнения движения неоднородной упругой среды и условия однозначности (моновалентности), т, е. граничные и начальные условия, а также связь напряжений и деформаций, делающие задачу решения уравнений движения определенной. [c.28]

Универсальные математические модели тепловых процессов, внешнего магнитного поля и упругих деформаций ЭМУ могут быть построены, как уже отмечалось, на основе методов электроаналогии [7]. Такая возможность основывается на хорошо известном подобии описания указанных процессов и процессов распределения тока в электрической цепи (табл. 5.1) и позволяет применить удобный аппарат теории электрических цепей. Связь между соответствующими величинами различной физической природы задается при электроаналогии через масштабные коэффициенты. Рассмотрим кратко эти вопросы, не останавливаясь на физических особенностях явлений. [c.118]

Для учета влияния полей физических параметров на теплообмен при М > 1,6 в опытные уравнения подобия теплоотдачи вводится число А и температурный фактор TJTr. [c.384]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...