Теория подобия

Теория подобия —это учение о подобных явлениях. В приложении к физическим явлениям теория подобия применяется по двум направлениям: как средство обобщения результатов физи­ческого и математического эксперимента и как теоретическая ос­нова для моделирования технических устройств. Таким образом, теория подобия позволяет на основании отдельных опытов и.пи чис­ленных расчетов получить обобщенную зависимость и открывает возможность изучения рабочих процессов техническихустройств на моделях.

Термин «подобие» заимствован из геометрии, где изучается по­добие геометрических фигур. У подобных фигур пропорциональны сходственные линейные элементы (длины сторон треугольника, граней призмы и т. п.). Так, из условия подобия двух геометрических фигур, изображенных на рис. 2.2, можно записать

Для реализации подобия физических явлении необходима про­порциональность не только геометрических элементов систем, в которых протекают явления, но и других физических харак­теристик, определяющих эти явления (скоростей, температур, давлений плотностей и т. п.).

Введем понятия одноимен­ных величин, сходственных то­чек и сходственных моментов времени, которые используются при изучении подобных явлений.

Одноименными называются ве­личины, имеющие одинаковый физический смысл и одинаковую размерность. Сходственными называются такие точки систем, ко­ординаты которых удовлетворяют геометрическому подобию. Сход­ственные моменты времени наступают по истечении периодов вре­мени τ' и τ", имеющих общее начало отсчета и связанных между собой константой подобия по времени Cτ

Подобными называются физические явления, протекающие в гео­метрически подобных системах, если у них во всех сходственных точках в сходственные моменты времени отношения одноименных величин есть постоянные числа. Эти постоянные числа называются константами подобия.

Так, явление теплоотдачи определяется распределением тем­ператур в системе, скоростью движения теплоносителя, его физи­ческими свойствами, формой и размерами поверхности теплообмена. Следовательно, для подобия двух явлений теплоотдачи необходимо выполнить условия:

явления, опи­сываемые одинаковыми уравнениями (или системой уравнений), но имеющие различную физическую природу, называются анало­гичными

Внешнее обтекание стенки

Теплообменник их типы.

Рекуперативные – омывают стенку с 2х сторон и обмениваются при этом теплотой. Процесс теплообмена при этом как правило стационарный.

Поверхность стенки кот с обеих сторон омывается теплоносителем, наз-ся рабочей поверхностью теплообменника. Могут быть Прямоточные – если теплоносители движутся параллельно в одном направлении.

пар-но в противоположых направлениях – противоточным. Аппаратом с перекрёстными потоками – если движутся во взаимоперпендикулярных направлениях . Могут быть трубчатые и пластиковые.

Регенеративные – одна и таже стенка поочерёдно омывается то горячим то холодным теплоносителями.При соприкосновении с горячим стенка аккумуляирует теплоту а затем отдаёт холодильному теплоносителю. Процесс теплообмена носит не стационарный характер.

Смесительные – теплообмен сопровождается перемешиванием в теплоносителе т.е они непосредственно соприкосаются в теплоносителе т.е его назыв контактным