37. Основы теории физического моделирования гидравлических явлений. Общие указания.

Моделирование – это исследование физических явлений. В нашем случае исследование движения жидкости и газов. Различают 2 вида моделирования:

Физическое моделирование:

В этом случае на модели воспроизводится изучаемое явление с сохранением его физич. св-в.

Математическое моделирование:

В этом случае исследование натуральных состояний или процессов выполняется путем изучения аналогичных явлений, имеющих иное физич-е содержание, но описываемое теми же математическими зависимостями.

Кроме двух видов моделирования следует различать 2 категории модели:

1. воображаемые (мысленные модели) к ним относится:

а) модель ид. жидкости;

б) модель модель Рейнольдса-Бусинеска, где турбулентный поток можно заменить осредненными скоростями и осреднёнными давлениями

Эти модели являются неполными, т.к. они не полностью отражают действительность и их называют идеальными телами или идеальными процессами.

В результате исследования идеальных тел мы получаем результаты не достаточно действительные. , поэтому в некоторых случаях приходится вводит поправочные коэффициенты, полученные на основе специально проведённых опытов.

2. Материальные (вещественные) модели

Представляют собой воспроизведённые при помощи различных материальных средств различные конструкции или процессы.

При создании моделей возникает целый ряд вопросов:

-каких размеров нужно строить модели;

- какие значения скорости следует задавать на модели, ведь она значительно меньше действительной;

Всеми этими вопросами занимается так называемая, теория материального физического моделирования. Основой этого моделирования явл. «теории подобия».

38. Критерии динамического подобия.

На жидкость действуют следующие силы:

1) объемная внешняя сила тяжести, G

2) поверхностные силы гидродинамического давления. P

3) поверхностные силы трения.F

Геометрическая сумма указанных сил, согласно началу Доламбера.может бытьпредставленны в виде :

G+P+F+I=0

Где I – сила инерции.

I= -M∙ω,

M – масса выделенного объема жидкости.

ω – ускорение.

При параллельном движении I=0, при напорном движении G=0 по сравнению с Р.

I=0 по сравнению с силами F и при требуемом движении F=0.

1) на жидкость действуют только силы тяжести тогда, когда мы имеем соотношение:

Когда на жидкость действуют только силы тяжести динамическое подобие будет иметь место, если сущ-ет геом. и кинематич. подобие и если число Фруда вычисленное для любой точки модели оказывается равным числу Фруда для сходственной точки натуры.

F_чн=F_чм, F_ч=

Где u – скорость данной точки

L – какой-либо линейный размер.

G – ускорение силытяжести.

2) на жидкость действует только силы трения (вязкость). В этом случае динамическое подобие будет иметь место, если сущ-т геометрич. и кинематич. подобие и если число Рейнольдса вычисленное для любой точки модели оказ-ся равным числу Рейнольдса вычисленному для сходственной точки натуры, т.е.

(Re)_н=(Re)_м

Re=

Где v – скорость в точке,

d - диаметр трубы,

ν – кинематический коэф-т вязкости.

В общем случае Re записывается, как