Моделирование вагранок и печных процессов на основе теории подобия. Черный А.А. - 4 стр.

     ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВА-
ГРАНОЧНОГО ПРОЦЕССА С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ


       Чтобы создать рациональною конструкцию какого-либо теплового
устройства, в первую очередь необходимо иметь правильное представление о
характере движения в нем рабочей жидкости.
        Надежным и мощным средством, при помощи которого можно изу-
чать работу как существующих, так и вновь проектируемых тепловых аппа-
ратов, является моделирование на основании теории подобия. Метод моде-
лей позволяет изучать характер движения рабочей жидкости, гидравлическое
сопротивление и теплообмен на уменьшенных моделях. При этом, вместо
изучения в аппаратах движения горячих газов при выполнении определен-
ных условий, вытекающих из теории подобия, в моделях можно изучать
движение холодного воздуха или воды, которое оказывается подобным дви-
жению горячих газов в образце.
        Правильная картина движения жидкости и соответствующие законо-
мерности гидравлического сопротивления и теплообмена могут быть полу-
чены только в моделях, рассчитанных по правилам моделирования, обеспе-
чивающих подобие явлений в образце модели. При этом необходимыми и
достаточными условиями теплового подобия являются следующие:
            1)   геометрическое подобие;
            2)   подобие условий движения жидкости (газа) при входе;
            3)   подобие физических параметров в сходственных точках
     модели и образца;
            4)   подобие температурных полей на границах;
            5)   одинаковость значений, определяющих критериев Рей-
нольдса (Re) при вынужденном движении жидкости (в каком-либо одном
сходственном сечении).
        Однако такое осуществление всех условий моделирования настолько
затруднительно, что может быть выполнено в редких случаях. Поэтому была
разработана методика приближенного моделирования движения газов и жид-
кости и явлений теплообмена в аппаратах. Приближенное моделирование
оказалось возможным благодаря особым свойствам движения вязкой жидко-
сти: стабильности и автомодельности.
        Явлением стабильности называется свойство вязкой жидкости при
движении принимать вполне определенное распределение скоростей. Это
распределение определяется значением числа Рейнольдса, формой канала и
относительной длиной пройденного участка пути. В случае тождественности
этих факторов распределение скоростей получается подобным.
       С увеличением Re вначале распределение скоростей изменяется
очень сильно, но затем замедляется и, наконец, остается постоянным. Неза-
висимость характера движения от Re называется явлением автомодельности.
В области автомодельного движения жидкости условное Re = iden (одно и то

                                    4