安工大冶金传输原理教案07相似原理与模型研究方法

3）综合研究方法相似理论和相似模型法）在相似的条件下，对物理A、对描述物理过程的微分方程进行相似转换，而后通过实验确定方程的解。所l1’t12345’tt1”t2”t3”t4”t5”t2任何一种物理量，都可依据基本定律，把表征该现象的各种物理量写成一组方程式，gradP（2、3、4）因具体现象都发生在一定的几何空间内，因此，参与过程的物体的几何形状大小是应3因具体现象都是由一定的物理性质的介质参加的，因此，介质的物理性质也是单值条例：运动VCVCSρρ=CρP Pμ μt tClCgb—边界4相似准数中所包含的物理量，一般都按同一截面的平均值来取，如Re中的L第二定理讨论的是现象相似的充分必要条件，即相似条件的问题，也就是说两个现象三、相似第三定理(π定理）n之间的函数关系。5根据相似第一定律，彼此相似的现象，相似准数保持同样的数值，所以它们的准数方非I=fi决m）（2）流体的物性ρ、μ是随温度变化的,通常按介质的平均温度来计算,这时称介质的平均温度为定性温度.所以实验时，为保证模型与实物现象相似，必须使单值条件相似，而且由单值条件组）；6速度V=[Lt-1]力F=[MLt-2]压强P=[ML-1t-2]重力加速度g=[Lt-2]气体常数R=[L2t-2T-1]其依据是量纲和谐原理：凡是正确的物理方程，其速度V，几何L，压力P，密度ρ,粘度μ,重力加速度g，时间tf（V，L，P，ρ,μ,g，t）=0-1]-3]的π,所以有（n-3）个π。 PVa1Lb1ρc1Va2Lb2ρc2解出a1=2，c1=1，b1=07L（1）HoLt L V另外：Re（无因次速度的相似特征）（3）Eu（4）Fr=gL=ρgL单位体积流体的重力V2ρV2...........惯性力为解析某些物理过程需要，可由基本准数或与有关物理量组合导出其它形式的派生准8（4）相似准数的和或差仍是相似准数3．动力场相似指两流场的对应作用力具有共同的动力比尺CF=CρCCv2；9重力G=mg,CG=CρCCg；磨擦力TA.γR，压力P=pA,CP=CpCCT=CρCλCC弹性力N=EA=ρa2A,CN=CρCCCF=CG=Cρ=CT比尺关系：C=CLCg度g，(ρ9为固相或气泡的密度，ρ为主体流体）， 在研究温差射流时，密度变化和绝对温度变化的关系为，故相似准数为（2）压力作用的相似替，pV为液体的汽化压强。相似准数：λa=λmpmpmRe是摩擦阻力作用的相似准数，但是在紊流阻力平两流动现象的弹性力作用相似时，其马赫数M必相等。比尺关系：Cσ=CρCLC（7-10）Eu=f(Fr,Re,M,We…)若在受压力作用的强制流动下，此时流体的重力作用或由密度不均造成的浮力作用不b、所进行的模型实验从物理条件上与实际过程有一定的差异。如以空气在常温下模拟由于流体的粘性作用，流体流动过程具有稳定性和自模化的特征，这使实验的相似条A、稳定性即：不管流体在入口处的速度分布如何不同，在流入一段距离后，流速就按一定的分因此，在进行模型实验时，不管入口处开始的速度分布如何，只要保证几何相似经过在粘性流体流动中，于一定流动状态下，流体流过的各截面上，速度分布是相似的。所以，当流体流动处于自模化区，就基本上能够实现流体的运动相似。此时模型与实在热工设备中，流体的温度和相应的物性是变化和不均的，因此，模型实验也必须考虑流体流动中温度场的相似。有关温度场相似的准数为Pr，但完全实现温度场相似，十分例题TTP=maA=MLTP=maA=MLTg=LTg=LTP=MLTP=ML