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相似原理的应用

时间:2022-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:现仅就同时满足黏性力和重力相似进行讨论。实际应用中,通常只保证主要力相似。对于有压管流、潜体绕流等,一般为黏性力起主要作用,相似条件依赖于雷诺准则;对于明渠水流、绕桥墩的水流、自由式孔口出流等,主要受重力影响,相似条件依赖于弗劳德准则。

6.7.3 相似原理的应用

1.模型律的选择

模型设计首先要选择模型律,即确定所要遵循的相似准则。从理论上讲,流动相似应要求所有作用力都相似。

现仅就同时满足黏性力和重力相似进行讨论。由式(6.7-5)和式(6.7-6)得相似条件λνimg3309,也就是说,要保证黏性力和重力同时相似,须按λν=img3310选择模型流体的运动黏度,这通常难以实现;假若模型与原型采用同一介质,λν=1,则得相似条件λl=1,即模型与原型尺寸相同,失去了模型实验的价值。

由此可见,一般情况下同时满足两个或两个以上作用力相似是很难实现的。实际应用中,通常只保证主要力相似。对于有压管流、潜体绕流等,一般为黏性力起主要作用,相似条件依赖于雷诺准则;对于明渠水流、绕桥墩的水流、自由式孔口出流等,主要受重力影响,相似条件依赖于弗劳德准则。

2.模型设计

通常按试验场地和模型制作条件先定出长度比尺λl,确定模型流动的几何边界。然后选择模型流动的介质和相似准则,并按选定的相似准则确定流速比尺λv和计算模型流量

【例6.7-1】有一直径dp=200mm的输油管道,油的运动黏度νp=4.0×10-5m2/s,管内通过的流量Qp=0.12m3/s,若用直径dm=50mm的管道和20℃的空气(νm=14.9×10-6 m2/s)作模型试验,试求在流动相似时模型管内的流量Qm

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