Кирпичёв М.В. Теория подобия как основа эксперимента (1124026), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Применение уравнения (1"') к случаю потока жидкости обнаружит, при наличии сил поверх-. ностных, объемных и вязкостных, нз которых слагается результирующая Г!, существование трех определяющих критериев Еи, Рг и Яе как частных значений критерия Фе на границах потока. Тем самым преобразование уравнений физики к относительным критериальным единицам измерения представляет вывод для каждого случая третьей теоремы подобия. Теория подобия часто применяется в форме анализа размерности.
При этом считают, что анализ размерности позволяет обойтись без вывода уравнений, характеризующих рассматриваемое ивление. Это 1!еверно. Размерность величин всегда выводится из уравнения. Ц частности размерность механических величин получается нз того же основного уравнения механики (1), которое лежит в основе теории механи ческого подобия. Разница состоит в том, что определение условий однозначности в анализе размерности отсутствует, и это приводит иногда к ошибкам.
Теория подобия играет особо важную роль в технических приложениях физики, в изучении свойств 'машин. Она является основой метода моделирования. Моделирование состоит в изучении явлений, происходящих в натуре, на подобной ей модели. Поэтому в основе метода моделирования лежит третья теорема подобия, называемая иногда теоремой моделирования. Она позволяет найти условия, при которых явления в модели будут подобны натуре, принятой за образец. Моделирование оказывает большую пользу не только прн изучении существующих конструкций, в которых оно может найти недостатки н указать способ их исправления. Оно позволяет 336 вносить усовершенствования и во вновь проектируемые сооружения до их осУществления.
Таким образом моделирование является могучим средством для прогресса техники. Условия подобия, которые налагаются третьей теоремой, весьма сужают ту область, на которую может быть распространен индивидуальный эксперимент. Однако существует весьма обширная область явлений, приблизительно подобных друг другу.
Поэтому весьма большое значение имеет как в физических исследованиях, так и в моделировании технических устройств теория приближенного подобия. Экстраполируя результаты своего опыта на случаи, не вполне подобные изученному, экспериментатор следует по тому же пути, по необходимости избираемому теоретиком, которыя в силу сложности задачи постоянно вынужден принимать ряд физических параметров, в дифференциальных уравнениях, за константы н тем самым давать приближенное их решение.
Метод приближенного моделирования открыл згнрокие перспективы для изучения технических устройств на моделях, Значение его для развития современной техники огромно. Исторически первые применения метода моделирования были сделаны Фрудам,[9[ к изученяю на моделях мореходных качеств судов и О. Рейнольдсом [10[ для изучения гидравлического сопротивления жидкости, текущей по трубкам. Позднее, главным образом благодаря работам Камишеля [11[, было осуществлено приближенное моделирование водосливов и русел рек.
Работы Рейлея распространили метод моделирования на область авиации, где оно нашло широчайшее применение. Теория подобия для случая теплообмеиа в твердых телах была дана Фурье [12[, которого надо считать основоположником теплового моделирования. Моделирование тепловых устройств получило наиболее широкое распространение в Советском Союзе. За 15 лет в СССР 'проведено около 500 работ по приближенному моделированию тепловых устройств [13[. Метод приближениого моделирования последовательно разрабатывался н применялся к изучению гидравлического сопротивления тепловых устройств, к исследованию кондуктивного, конвективного и лучистого теплообмена в топках и печах.
Все крупные котлы, изготовлявшиеся в СССР, были изучены на моделях. Ряд промышленных печей был усовершенствован на основании опытов с моделями их. Расчет топочных пространств котлов, определение степени смешения газов в промышленных печах, защита металла на поду от окисления и ряд других технических задач разрешен на основе теории подобия и моделирования. В последние годы разработаны вопросы моделирования проточной части турбомашин, моделирования паровых'машин и начато разработкой моделирование физико.
химических процессов н химической промышленности. Все изложенное показывает, что теория подобия стала основой эксперимента и ни одно исследование как в области физики, так и в технике не может ее игнорировать. ЛИТЕРАТУРА !. Й1а Ьо и с Ь! па К у, Аегорм!,19!1. 2. В а с К! и КЬапз. РЬуз. Лез,, В. 4, р. 249, 19!4. 3. Фелер ма н А. Изаестнн Петербургского политехнического нн-та, 19!1, 4. В Ь г е и 1 е з 1-А 1 а и а з ! е м а Т. Ма1, Апп, В. !ХХЪ11, Н. 2, 19!5. 3. К1гр! 1сЬе1. Тгапз.
Яесопб. Роззег Соп1егепсе, з. ХУШ, р. 99, 1930; Кн рпнч е е М. В. н Г у х м а н А. А. Труды Ленннградского обл. теплотехнического нн-та [ЛОТИ), еып. 1, 193!. б. Карп нч е а М. В. Изаестнн ЭНИН АН СССР, т. 1, 1933. и Ко ч и н Н. Е. Гилромеханила, ч, В„гл, л, 8. Меаггоп 1. Рг1пс!Рга. глох.
11, Яесг. ТЛ, Ргоров. 32, 33. 9. Р ганг!, 18б9. 1О. Реупо1г1а О. Оп йа Ргагг! Моцоп. 1883. 11. Евсапгг М. 1.. Вечпе непага!е Пе 1'Р1есгггс!ге, 3 воя!1929. 12. Р о пг1ег 1. В. Бпг 1еа гасгпеа 1пгаягпегеа. 13. Кир~ичев М.В. и Михеев М. гг.Молелированиетепловыхустройста,1938. Мепгггег ег ггге Аснаепгу М. У. К!11Р!ТСНЕР ТНЕОТгч ОГ 81М!!.!Т1!ОЕ АЯ ТНЕ ВАЯЯ ЕО!с ЕХРЕ!с!МЕ!г!ТАТ1ОМ ТЬе геви11в о1 вп ехрег1теп1 с!еа!!пд тчИЬ и рЬепогпепоп тау Ье ех1епг!ег! оп1у 1о яипИаг рЬепопхепа. ТЬцз, 1Ье йеогу о1 з!тШ1цг!е пшв1 Ье йе Ьая1я о1 ехреггтеп1а11оп.
ТЬе Йеогу о! 81т!!Ицг!е арр!!ез оп!у хчЬеп Йе рагате1егв сЬагас1е1131пд йе рЬепопгепоп тау Ье ге!а1ег! Ьу а тайегпаНса1 ег!ца1юп. 1и зцсЬ савез, 1Ьгее йеогегпя о! 81т!!Ицйе пгау Ье арр!!ег! 1п 1Ье ехрег1- пгеп1а! вййу о1 рЬепотепа. ТЬе Ьчо Нгвг 1Ьеогетв о1 81пиИгш!е 1пг!1са1е Ьоиг 1Ье ехрег!теп1 Гз 1о Ье яе1 ир апг! Ьонг Йе геяцИз пшз1 Ье апа1узей ТЬе Нгя1 йеогет сопсегпз 1Ье ех131епсе о1 81т!!1гцг!е; 1Ье яесопг! сопсегпз 1Ье ех181епсе о1 1Ье яо-са!!ег! сгиеПа! ег!па!!оп. ТЬе ехрег!теп! пшз1 ев1нЫ1яЬ а!! 1Ье тадпИцг!ез сопзгИц11пд йе сгИег1а о1 81т1!!1цг!е, апг! 1Ье гевц!18 о1 йе ехрег!теп! пшя1 Ье ехргеявег! 1п Йе 1опп о1 а сгИегга! ег!ца11оп.
ТЬгв Ье1пд г!опе, йе г!а1а 1игп!яЬег! Ьу 1Ье ехрег!теп1 тау Ье ех1епг!ег! 1о аН РЬепогпепа апа!одоцз гп па1иге. Нонгечег, 1Ье !огедо!пд сопс1ивгоп тг1!! гета!п рцге1у 1оппа! ипй! а теапв о1 гесодп121по Йе впп1И1ис!е о1 йе рЬепогпепа сап Ье 1оцпг!. Тгие, в!т1!Ицг!е тау Ье ез1аЫ!яЬег! Ьу теапв о1 ехрег!теп1, Ьц11Ыз й 1ап1апюцп1 1о гереа11пд 1Ье ехрегйпеп1 1гот 1Ье чегу Ьеи1пп!пд.
И 18 оЬч1оцз!у о1 1Ье Кгеа1ез1.сопвег!иепсе 1о Ье аЫе 1о гесодп!хе я1гп1. ИЙИе оп йе Ьаягз о! тгпгта! г!а1а. ТЬе 1Ыгс! 1Ьеогет ез1аЫ!яЬез 1Ье сопсИгюпя песеяяагу апс! вц!1!с1еп11ог 1Ье ехЬИеисе о1 81т1!Ицг!е. ТЫз 1Ь1гс! 1Ьеогет Гв г!1311пс1 Иот йе Ичо 1оппег, игЬ1сЬ аге Ьавег! оп йе депега! ес!ца11оп а1опе. Япсе йе ев1аЫ!яЬтеп1 о1 вгт!!Ицг!е гес!цггев йе сотраг!зоп о1 сопсге1е рЬепотепа, еасЬ о1 йегп тця1 Ье 1яо1а1ег! 1гогп 1Ье тц!1Ицг!е о1 рЬепопгепа с!езсг1Ьег! Ьу Йе сапега! ечцаНопз. ТЫв тау Ье г!опе Ьу аг!111пд 1о йе депега! ег!ца1!опя 1Ье сопс11- 11опз 'о1 топо-ча!цег!пеяя ге!а1ег! 1о 1Ье рЬепогпепоп зе!ес1ед. Рог 31т!!Ииг!е о1 рЬепотепа 1Ье тадпИцг!ея 1п йеве сонг!И!опв о1 топо-ча!цег!певв пшв1 оЬч1оцв!у Ье Мтраг.
ТЫз а1опе, Ьочгечег, Гв по1 яцй!с!еп1. Я!т1!аг рЬепогпепа Ьаче. пцтег1са!!у еЧиа! сгИег!а о! 31тй1цг!е. !гтопд Йеяе сгИепа 1Ьеге тау Ье вцсЬ аз аге таг!е ир во!е!у о! тадпИцс$ев т Йе сопсИ11опз о1 топо-ча!цег!незя. ТЬезе сг1- 1ег1а пгця1 Ье йеп Ыеп11са1. ТЬе 1Ыгг! 1Ьеогегп ез1аЫ13Ьея Йе яц1!!с1епсу о1 йеяе сопг!Игопя 1ог згтй1цг!е Ье1гчееп 1Ье р!гепотепа цпг!ег сопвЫега11оп. Ав арр!!ег! 1о гпасЫпея йе 1Ыгг! йеогет 1я етЬог!1ес! !и Йе !агч о1 тог!е! апг! 1цгпгяЬев а гпеаггв о1 ез1аЫ!зЫпи 31т1!Ицс!е Ье1пгееп тог!е!в апг! па1цге.
ОЫа1п1пд сопбИИопв о1 топо-ча!иег!пезв гя а ргоЫет оу йеогеИса! рЬув1сз. ТЬе с!111егдпг!а! ег!иа1юп пхау Ье 1п1едга1ег! оп1у и Ьеп топо- уа!цег!певв сопсИ11опз аге ея1аЫ!зЬей ТЫв теапя йа1 йе 81аг11пи ро1п1 !ог Иге йеоге11с!ап адс! Иге ехреппгеп1ог гя йе яагпе. .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
