Взаимное преобразование критериев подобия, страница 6

.

Условия подобия физических процессов

Рассмотренные выше критериальные уравнения

описывают бесчисленное множество конкретных процессов конвективного теплообмена. Они справедливы для процессов теплоотдачи, удовлетворяющих допущения и принятых при выводе критериального уравнения. Любое критериальное уравнение описывает совокупность физических процессов, характеризующихся одинаковым механизмом. Отличие одного конкретного физического процесса от другого той же физической природы устанавливается с помощью условий однозначности. Они имеют разные значения для подобных различных физических явлений.

         Сформулируем три основные теоремы (условия) подобия:

1.  подобные процессы должны быть качественно одинаковы (иметь одинаковую физическую природу), развиваться в геометрически подобных пространствах и описываться одинаковыми по форме дифференциальными уравнениями;

2.  условия однозначности подобных процессов должны быть одинаковыми во всем, кроме численных значений постоянных, содержащихся в них;

3.  одноименные определяющие критерии подобных процессов имеют одинаковые численные величины.

Из первого и второго условий вытекает, что подобные физические явления описываются тождественными дифференциальными уравнениями и безразмерными граничными условиями. Подобные процессы описываются единой критериальной зависимостью. При соблюдении третьего условия, поскольку функциональная зависимость  одинакова, определяемые критерии подобия также будут иметь одинаковые численные значения.

         Чаще всего критериальные уравнения получают опытным путем и поэтому они справедливы лишь в области изменения аргументов, подтвержденных опытом. Например,

, ,

где А и В – конкретные численные значения критерия Рейнольдса.