流体力学与漉体机减 (七) 多媒体教学课件 李文科制作
流体力学与流体机械 (七) 多媒体教学课件 李文科 制作
第七章相似原理与因次分析 第一节概述 第二节相似的概念 第三节有因次量和无因次量 第四节描述现象的微分方程及单值条件 少第五节相似三定理 第六节相似准数的导出
第七章 相似原理与因次分析 ➢第一节 概 述 ➢第二节 相似的概念 ➢第三节 有因次量和无因次量 ➢第四节 描述现象的微分方程及单值条件 ➢第五节 相似三定理 ➢第六节 相似准数的导出
第七章相似原理与因次分析 第七节瑞利因次分析法及伯金汉π定理 第八节相似准数的转换 >第九节模型实验研究方法
第七章 相似原理与因次分析 ➢第七节 瑞利因次分析法及伯金汉π定理 ➢第八节 相似准数的转换 ➢第九节 模型实验研究方法
第一节概述 内容提要 数学分析法和实验法 原型测试和模型实验 冷态模型和热态模型 整体模化和局部模化
第一节 概 述 内 容 提 要 数学分析法和实验法 原型测试和模型实验 冷态模型和热态模型 整体模化和局部模化
第一节概述 人类探索自然规律,研究自然现象的方法,可归 纳为两大方面: 1、数学分析法:是以数学作为探索自然规律的主要手 段,根据所研究的物理现象的特点,分析与该现象相关各物 理量之间的依变关系,列出描述该现象的微分方程组,再根 据边界条件,对方程组进行求解。 2、实验法:是指对某一正在发生的现象或正在进行的 过程进行系统的观察和参量的测定,再通过对取得的数据进 行加工、分析,以找出各参量的分布规律及其相互间的依变 关系
第一节 概 述 人类探索自然规律，研究自然现象的方法，可归 纳为两大方面： 1、数学分析法：是以数学作为探索自然规律的主要手 段，根据所研究的物理现象的特点，分析与该现象相关各物 理量之间的依变关系，列出描述该现象的微分方程组，再根 据边界条件，对方程组进行求解。 2、实验法：是指对某一正在发生的现象或正在进行的 过程进行系统的观察和参量的测定，再通过对取得的数据进 行加工、分析，以找出各参量的分布规律及其相互间的依变 关系
第一节概述 实验法可分为原型测试和模型实验两类。 原型测试法:就是对正在运行的设备及过程进行实际 测试,掌握第一手资料,从而可为设备及过程的最优化提出 改进依据 模型实验法:是以相似原理为指导,对所研究的现象 建立模型,通过模型实验,定性地或定量地探索各物理参量 间的依变关系,找出其内在规律,以这些规律为指导,进行 新工艺或新设备的计算及设计。 相似原理是指导模型实验的理论基础
第一节 概 述 实验法可分为原型测试和模型实验两类。 原型测试法：就是对正在运行的设备及过程进行实际 测试，掌握第一手资料，从而可为设备及过程的最优化提出 改进依据。 模型实验法：是以相似原理为指导，对所研究的现象 建立模型，通过模型实验，定性地或定量地探索各物理参量 间的依变关系，找出其内在规律，以这些规律为指导，进行 新工艺或新设备的计算及设计。 相似原理是指导模型实验的理论基础
第一节概述 按模型实验的温度条件可分为冷态模型和热态模型。 冷态模型:一般以常温的水或空气作流动介质。水模型 便于定性的观察、显示和摄相,气模型便于进行定量的测试。 热态模型:一般伴随有高温化学反应和热交换过程。小 型火焰实验炉就是热态模型。 按模型的规模可分为整体模化和局部模化两种。 整体模化:可以研究设备整体或某一系统运行过程中各 个参量的依变关系,体现了整体设备或全部过程的综合特征 局部模化:为了深入剖析某一局部现象,也可进行局部 模化,如髙炉的风口区,火焰炉的燃烧器或换热器等
第一节 概 述 按模型实验的温度条件可分为冷态模型和热态模型。 冷态模型：一般以常温的水或空气作流动介质。水模型 便于定性的观察、显示和摄相，气模型便于进行定量的测试。 热态模型：一般伴随有高温化学反应和热交换过程。小 型火焰实验炉就是热态模型。 按模型的规模可分为整体模化和局部模化两种。 整体模化：可以研究设备整体或某一系统运行过程中各 个参量的依变关系，体现了整体设备或全部过程的综合特征。 局部模化：为了深入剖析某一局部现象，也可进行局部 模化，如高炉的风口区，火焰炉的燃烧器或换热器等
第二节相似的概念 内容提要 ◇一、几何相似 ◇二、时间相似 ◇三、物理现象相似 1.速度相似 2.动力相似 3.温度相似 4.浓度相似 5.物理常量相似
第二节 相似的概念 内 容 提 要 一、 几何相似 二、 时间相似 三、 物理现象相似 1. 速度相似 2. 动力相似 3. 温度相似 4. 浓度相似 5. 物理常量相似
第二节相似的概念 、几何相似 两个几何相似的图形,其对应部分的比值必等于同一个 常数,这种相似称为几何相似。如两个相似的三角形,有 b c h ===C b h 比例常数C称为几何相似倍数。 A B c B C 图7-1相似三角形
第二节 相似的概念 一、几何相似 两个几何相似的图形，其对应部分的比值必等于同一个 常数，这种相似称为几何相似。如两个相似的三角形，有 (7-1) 比例常数Cl称为几何相似倍数。 图7-1 相似三角形Cl h h c c b b a a = = = = ' ' '
第二节相似的概念 图7-2相似三角锥 同理,如果两个三角锥相似,则这两个锥体的对应边也应 4成比例(如图7-2),即 (7-1a) 然,相似形的对应面积之比为C2,对应的体积之比为C3}
第二节 相似的概念 图7-2 相似三角锥 同理，如果两个三角锥相似，则这两个锥体的对应边也应 成比例(如图7-2)，即 (7-1a) 显然，相似形的对应面积之比为C2 l，对应的体积之比为C3 l。 Cl l l l l l l l l = = = = = 6 ' 6 3 ' 3 2 ' 2 1 ' 1