Критерии гидродинамического подобия.

Критерии гидродинамического подобия.

Критерии гидродинамического подобия. Движение жидкостей в природе происходит под действием различных сил: силы тяжести, давления, трения (сопротивления), поверхностного натяжения, упругости. Влияние этих сил проявляется в разных явлениях в разной степени. Некоторые явления происходят под доминирующим влиянием гравитации и сопротивления. Другими явлениями являются гравитация, сопротивление и поверхностное натяжение, или только гравитация и поверхностное натяжение. д. Условия гидродинамического подобия модели и природы требуют равенства соотношения всех сил, под влиянием которых происходят явления, в модели и в природе. Однако из-за физических свойств действующих сил выполнить это условие практически невозможно. Поэтому они стремятся установить условия подобия или так называемый критерий подобия в особых случаях, когда одна из действующих сил выступает в качестве доминирующей one.

To чтобы обеспечить сходство, необходимо также соблюсти условия уникальности явлений в природе и на модели. 585. Понятия условия единственности включают геометрическую границу течения, основные физические свойства жидкости, начальные условия и условия границы течения. Людмила Фирмаль

• Безразмерный критерий подобия, взятый из параметров, входящих в условие единственности, является определяющим критерием подобия, связанного с рассматриваемым вопросом. 1.Сходство потоков в случае доминирующего влияния gravity. In во многих гидрологических явлениях гравитация доминирует, например, при вытекании из скважины (эффекты вязкости и поверхностного натяжения незначительны). Если P-сила тяжести、 П = Тогда отношение силы тяжести на модели к естественной г = РЛ / ПМ = МР meme1 Учитывая зависимости(29.7)、 М \ М? M71 = \(29.9） Или замените масштабный коэффициент соответствующим соотношением, учитывая, что I-это характерный размер живого сечения、 Он/(#nO=Ohm / (^МО ■ (29:10） Безразмерный комплекс П2!C1 является критерием жидкости (§ 7.2) и действует как критерий подобия силы тяжести.

• Таким образом, геометрически сходные потоки, управляемые действием силы тяжести, можно рассматривать как динамически сходные, когда оба потока имеют одинаковое число слоев одинакового сечения. Rn = Rgm или Rg = 1 (1еш. «=из (29.9), of м. e. если Me = 1 МК = М° ’ 5 (29.11） Или ТСН-тсмм? ’5. (29.12） (29.13） Жидкость на реальных объектах и моделях Соотношение затрат для Rg = 1s1et ？»_Юный Я вижу. 536. Потребление модели с масштабом длины Mg должно быть M2. Фактор масштаба времени M,= M1 M» 1 = Mg M70 ’5 = M,» 5. (29.14） В результате, по существу, продолжительность процесса в -\ / М раз больше, чем у модели. Выше мы исходили из полного геометрического сходства модели с природой, включая сходство граничных условий(D //?= 1с1ет). 2.Аналогичный поток с преобладающим эффектом сопротивления. К таким явлениям относится, например, движение рек, каналов, труб. Под силой сопротивления понимается как вязкое, так и турбулентное сопротивление.

В общем случае сила сопротивления, возникающая в потоке жидкости, выражается следующим образом: Т = м 0y1 = п-п§кол,(29.15） Где-напряжение сдвига стенки;% влажная граница; / длина рассматриваемого участка канала;] гидравлический градиент. Ввиду того, что M (0 = M2 /и Формула (29.7) справедливы для силы T, перепишем масштабный коэффициент(29.15). М ^ = М ^ Т ^ М ^^ 1. (29.16） Как известно, в любом режиме движения жидкости^ и-_ ст-йоец ’ Для этого M ^ = M \ M ^ M-1 = = M \ Mx M-1 M \(29.17） Сравнивая (29.16) с (29.17) и предполагая геометрическое сходство Мя=М1, вы найдете м% или МС −1. Людмила Фирмаль

• Условием гидродинамического подобия в этом случае является постоянство коэффициента Дарси% (или коэффициента шизи C).% 1s1et или C-Met Или С-Г. 587. Рассмотрим частный случай. Естественное движение турбулентно во вторичном сопротивлении region. In в этом случае K и C зависят только от относительной шероховатости канала D / P, а не от количества Fe. Тогда для (D / P) n =(D / P) m обеспечивается гидродинамическое подобие (K» = XM), которое достигается точным геометрическим подобием модели и природы. Если при создании модели шероховатость канала оценивается не по относительной шероховатости D / P, а по коэффициенту шероховатости n, то формула С = П * ’ н. Мы получаем MS = MU1!МТС.、 Но для мг-1 и МС = 1、 МН = М \. Так, если естественный коэффициент шероховатости равен mon, то в геометрически подобной модели коэффициент шероховатости psh в 1 раз меньше. ПМ ^ мнмг. (29.18） Учитывая (29.7) и(29.16), предполагая, что M8 = 1, M ^ = M1MT1 M ^ 1 1 Или Л * ^ Ч ’

1. Неплавно изменяющееся напорное движение грунтовых вод.
2. Моделирование гидравлических явлений. законы подобия.
3. Агрегатные состояния вещества.
4. Типы химических связей.