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04-4(相似理论_new).ppt.ppt

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04-4(相似理论_new).ppt.ppt

第4章对流换热原理4.3对流换热过程的相似理论1.相似原理与量纲分析对流换热的研究方法:分析法;比拟法;基于相似理论的实验方法;数值计算方法。对流换热的主要研究方法:基于相似理论的实验方法WHY?WHAT?HOW?),,,,,,,(mptlurcfhWHY?为什么要用相似理论?实验变量多1.实验中应测哪些量?是否所有的物理量都测?2.实验数据如何整理?整理成什么样函数关系?3.实验结果推广应用的条件是什么?如果实物实验无法开展怎么办?相似理论三大定理WHAT?相似原理研究的基本内容:研究相似物理现象之间的关系相似第一定理:物理量相似的性质:1.首先,相似必为同类现象。只有同类现象才能谈相似问题。同类现象:用相同形式且具有相同内容的微分方程式所描述的现象(注意“相似”与“类比”或“比拟”概念的区别)2.其次,物理现象相似意味着描述该现象的所有有关物理场相似——即在相应的时刻与相应的地点上有关物理量对应成比例。3.彼此相似的现象,其对应点得同名相似特征数相等。Q:实验中应测哪些量,是否所有的物理量都测?A:实验中只需要测量相似特征数所包含的各个物理量.相似第二定律:相似准则之间的关系物理现象中的各物理量不是单个起作用,而是由各个准则数共同起作用,所以方程的解只是由这些准则数组成的函数关系式,称准则关系式或准则方程式,如:。Q:实验数据如何整理?整理成什么样函数关系?A:实验数据按照相似准则方程式的内容进行整理,对于对流换热问题,一般整理成准则数的幂函数形式.Pr)(Re,ufN相似第三定理:判断物理现象相似的条件:1.同名的已定准则数相等;(已定准则数=已知的物理量构成的准则数)2.单值条件相似。(初始条件、边界条件、几何条件、物理条件)Q:实验结果推广应用的条件是什么?如果实物实验无法开展怎么办?A:只要物理现象间满足相似条件,则实验关联式(准则方程)可以推广;实物实验可由满足相似的模型实验代替(模化实验)。某一物理现象涉及哪些无量纲准则数?它们之间的函数关系(准则数方程式)如何?相似分析法量纲分析法(1)相似分析法:通过将微分方程各物理量进行无量纲化来获得无量纲相似准则数的方法.(2)量纲分析法:通过物理量量纲(单位)的匹配关系来获得无量纲相似准则数的方法SJTU-OYH;/ uuu;/ Lxx;/ ppp)/()(ttt

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