Подобие и моделирование гидродинамических процессов

Теория подобия и моделирования рассматривается как база научной постановки опытов и обобщения экспериментальных данных. Из анализа дифференциальных уравнений, характеризующих общие функциональные связи между основными факторами, и условий однозначности, включающих характеристики геометрии, физических свойств и краевые условия (начальные и граничные), получаем предпосылки к экспериментально-теоретическому изучению процессов. В решении поставленных задач приходится встречаться с различными по сложности явлениями. В некоторых случаях теоретическое решение задач позволяет получить общие качественные связи параметров, например в определении коэффициента трения при решении контактно-гидродинамической задачи. При анализе же весьма сложного процесса изнашивания твердых тел или твердосмазочных покрытий в настоящее время не удается получить достаточно общих математических описаний явлений. В связи с этим различается подход к проблеме трения и износа тел, работающих в масляной среде и всухую (с твердо-смазывающими покрытиями или из самосмазывающихся материалов). Теория подобия базируется на следующих основных теоремах [c.160]

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

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]

I. Некоторые критерии подобия, используемые при моделировании механических, тепловых гидродинамических и других процессов, происходящих при эксплуатации конструктивных элементов в экстремальных условиях [c.214]

Исследование влияния на процесс важнейших критериев гидродинамического подобия потоков и подобия фазовых превращений, а также определение границ возможного моделирования. [c.165]

Экспериментально было установлено, что гидродинамическая обстановка процесса определяет критические размеры сушильной камеры,, при которых еще сохраняются условия моделирования. Следует отметить, что при модельных переходах отсутствует строгое геометрическое подобие конфигураций сушильных камер. Однако в каждом конкретном случае для расчета габаритов камеры достаточно знания величины диаметра цилиндрической части, так как все остальные размеры оказывается возможным рассчитать по диаметру [Л. 15 и 16]. Поэтому в критериальное уравнение в качестве определяющего геометрического фактора нами был введен симплекс отношения,диаметров камер рассчитываемой и модельной установок. [c.172]

В гидравлике большое значение придается эксперименту и его сочетанию с математическим анализом, причем в экспериментальных исследованиях широкое применение получил метод моделирования, при котором исследуется не сам поток, машина или сооружение, а их материальные модели, выполненные, как правило, в уменьшенном масштабе. Процесс создания модели должен быть научно обоснованным, что обеспечивается теорией гидродинамического подобия. Полученные на таких моделях результаты экспериментов могут быть распространены на целый класс подобных процессов и явлений путем пересчета по формулам (критериям) подобия. [c.159]

Поскольку при моделировании реальных гидродинамических процессов всегда приходится- иметь дело с потоками вязкой жидкости, исследование роли и влияния числа Рейнольдса при моделировании имеет особое значение. Важен также и связанный с этим вопрос о воспроизведе-НИИ на модели шероховатости стенок. Подобие шероховатостей в равномерном потоке обеспечивается сохранением в натуре и на модели неизменным отношения динамической скорости v . и средней скорости V vjv = 1/ Я/8 = idem). Экспериментально было показано, что выполнение этого условия обеспечивает подобие распределения скоростей в равномерном турбулентном потоке независимо от числа Рейнольдса (А. Д. Альтшуль, 1959). Условие X = idem принимают в качестве условия подобия шероховатостей и в неравномерных потоках. [c.787]

Метод подобия весьма плодотворен при изучении не только гидродинамических, но и многих других физических и технических вопросов. Прежде всего следует отметить прямое назначение этого метода как научного обоснования приемов моделирования действительных, натурных процессов в лабораторных условиях. Метод подобия позволяет устанавливать требования, которые следует предъявлять к лабораторной модели и проведению на ней исследуемого процесса для того, чтобы результаты моделирования могли быть в дальнейгпем использованы для проектирования реальных объектов. Кроме того, обработка лабораторных измерений и обобщение результатов этих измерений в виде эмпирических формул также ведется согласно указаниям метода подобия. [c.365]

Факел пламени, получающийся в печах, является результатом сложного взаимодействия гидродинамических явлений, диффузии, теплоотдачи излучением и конвекцией и химических превращений. Точное моделирование всего топочного или печного процесса, включающего смесеобразование, воспламенение, горение и теплообмен с поверхностями нагрева, невозможно. При необходимости учитывать теплообмен с ограждениями и другими поверхностями внутри топочного объема, а также горение задача сильно усложняется. Поэтому ограничиваются приближенным моделированием, при котором ставится задача изучить отдельные стороны процесса. При обычно высоких значениях числа Ве, если обеспечивается подобие отношения АТ Т, наблюдается автомодельное течение газов. Если сохраняется при этом геометрическое подобие, одинаковое соотношение между расходом топлива и воздуха и одинаковые температуры входа, то подобие по И. И. Палееву обеспечивается при сохранении одинаковой величины [c.42]

При исследовании турбулентного диффузионного горения Иванцов [163], Петунии и Сыркин [164] применили элементы теории подобия для приближенного огневого моделирования. Указанные исследователи считают, что при высоких температурах рабочего процесса скорость химического превращения настолько велика, что она не лимитирует быстроту процесса горения, а приводит явления в модели и в образце к автомодельности. В этих условиях главным фактором, лимитирующим процесс горения, является турбулентное перемешивание горючего с окислителем. Следовательно, огневое моделирование можно осуществить при соблюдении трех условий а) одинаковых температурах в образце и модели, б) одном и том же топливе и в) одинаковом гидродинамическом режиме. [c.174]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...