36.Понятия о подобии гидравлических явлений.

Представим себе 2 геометрически подобные фигуры. Условимся, что сходственные точки 2-ух этих фигур называются точками, одинаково расположенными по отношению к границам этих фигур. Физически подобными явлениями называются явления одинаковой физической природы, для которой все характерные величины подобны, т.е. в сходственных точках натуры и модели и в соотв-ные моменты времени все векторные величины должны быть геометрически подобными, а все скалярные величины соответственно пропорциональными. При физическом моделировании гидравл явлений необходимо различать как кинематич, динамич и геометрическое подобие. 1)геометрическое подобие 2 гидравлические системы будут геометрически подобными, если между сходственными размерами этих систем всюду сущ-ет постоянное соотношение l_м/l_н=а_l=const, где l_м-сходственный размер модели, l_н- некоторый размер данного сооружения (натуры), а_l-масштаб длины

Для геометрически подобных систем имеем соотношение: ω_м/ω_н= а_l²; V_м/V_н= а_l³, где ω_м, ω_н- некоторая площадь, отнесенная к модели и натуре; V_м,V_н – соотв-но для объема

2)кинематическое подобие

2 гидросистемы будут подобными, если: а) траектория движения сходных частиц обеих систем геометрически подобны и одинаково ориентированы по отношению к границам этих систем. б) скорости и ускорения в сходственных точках в соотв моменты времени связаны постоянным соотношением: U_м/U_н=а_u=const (по всему объему); ω_м/ω_н=а_ω=const (по всему объему), где а_u-масштаб скорости, а_ω- масштаб ускорения. В связи с кинематич подобием возникает понятие масштаба времени, т.е. t_м/t_н=а_t, где t_м, t_н- промежутки времени, в течение которого протекает явление

3)динамическое подобие

2 гидросистемы будут динамически подобными, если: а) в любой паре сходственных точек действуют одноименные силы; б) соотношение величин соот-ых сил для любой пары сходственных точек по всему объему обеих рассматриваемых гидросистем, т.е. масштаб сил: F_м/F_н=а_F, где F – любая сила, действующая на жидкость. в) силы, действующие на первую гидросистему, ориентированы относительно друг друга и относительно границ системы так, как ис илы, действующие на другую гидросистему.

Можно сказать, что динамически подобными гидросистемы будут такие, для которых векторные поля скоростей, действующих на жидкость образованны одноименными силами. Причем эти поля явл геометрически подобными и одновременно ориентированы относительно границ системы. В связи с этим вопрос о динамич подобии возникает понятие масштаба плотности жидкости, т.е. ρ_м/ρ_н=а_ρ

Важно подчеркнуть, что для динамического подобия часто получаем след соотношение: а) для коэфф-та сопртивления ξ: ξ_м=ξ_н; б) для коэфф-та гидравлического трения λ: λ_м=λ_н; в) для коэфф-та Шези с: с_м=с_н

Судить о динамич подобии 2-ух систем путем измерения и сравнения между собой сил, действующих на эти системы практически неудобно и даже не возможно. Вместе с тем легко видеть, что соотношение сил, действующих в натуре и на модели может быть установлено косвенно: по имеющимся масштабам длины, т.е. по соотношению величин, легко поддающимся измерению. Примения такой метод оценки динамического подобия, пользуются так называемыми критериями динамического подобия.