32

Подобие гидромеханических процессов

Общее понятие о подобных явлениях. Теория подобия и ее значение в современной науке и технике. Роль метода подобия при изучени гидромеханических явлений. Виды подобия: геометрическое, кинематическое и динамическое. Необходимые и достаточные условия динамическогоподобия. Критерии подобия – числа Фруда, Эйлера и Рейнольдса.

Методические указания

Во многих важных в практике случаях задачу о движении вязкой жидкости

решить	аналитически невозможно, так как	дифференциальные	уравнения
движения	жидкости интегрируются лишь для	сравнительно небольшого числа

простейших случаев. Также многие гидравлические формулы были получены на основании экспериментов, проводимых в лабораториях. Опыты в лабораториях приходиться проводить не только для получения общих расчётных формул, но и для проверки теоретических положений. Тогда создают модель исследуемого объекта.

Моделированием называется исследование тех или иных физически процессов на моделях. Основой для моделирования физических явлений служит теория подобия, которая опирается на учение о размерности физических величин.

Теория подобия дает теоретическую базу для постановки опытов, обработки и обобщения их результатов.

Широкое применение теория подобия находит в гидроаэромеханике, а также

в теории теплообмена.
При	постановке гидродинамического		эксперимента	одним из	основных
вопросов 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	натур

гидродинамического явления. На этот вопрос дает ответ теория подобия, которая является теоретической основой эксперимента, а также дает методы построения рациональной структуры теоретических зависимостей и комбинаций, входящих в них параметров, чем облегчается анализ и получение обобщенных выводов из теоретических решений.

В теории подобия различают геометрическое подобие, когда сходственные отрезки тел пропорциональны и углы между сходственными отрезками равны между собой; кинематическое подобие, если скорости в сходственных точках пропорциональны и углы векторов скорости в сходственных точках одинаковы; динамическое подобие, когда пропорциональны силы, действующие на сходственные элементы, и равны углы между соответствующими векторами сил.

Для обеспечения подобия моделируемых течений необходимо обеспечить равенство некоторых безразмерных комплексов – чисел подобия.