Главная экспериментальная трудность модельных аэродинамических и теплофизических исследований как градирен, так и дымовых труб заключается в воспроизведении натурных условий их работы.[ ...]
Здесь / - характерный размер; и - характерный компонент скорости потока; ср - теплоемкость воздуха при постоянном давлении; р0 -средняя плотность воздуха; X - коэффициент теплопроводности; V -коэффициент кинематической вязкости; АТ - разность температур; g -ускорение силы тяжести; р - коэффициент теплового расширения; а -коэффициент температуропроводности.[ ...]
Предварительно заметим, что при физическом моделировании объектов исследования основным является требование геометрического подобия модели и натуры. Выбор масштаба геометрически подобной модели в данной задаче определялся из условия создания тепловых потоков, обеспечивающих достаточно полное термическое подобие, а также из соображений размещения модели в аэродинамической трубе с целью изучения влияния ветрового потока на внутреннюю и внешнюю аэротермодинамику. Исходя из размеров находящихся в нашем распоряжении аэродинамических труб, геометрический масштаб моделирования сооружений высотой порядка Н= 100 м составляет Л/я = Ям/Я„= 10“2...Ю“3. Указанным требованиям удовлетворяет максимальный масштаб модели КВС 1:150. Число Рейнольдса выражает отношение сил инерции к силам молекулярного трения или вязкости. Если в экспериментальной установке, создающей поток, используется воздух, то ро и То практически одинаково в модели и в реальных условиях, т. е. Му, = ум/ ун = 1. Отсюда следует: чтобы обеспечить подобие газодинамических потоков внутри оболочки КВС по числу Рейнольдса, необходимо создать внутри модели течения, имеющие характерную скорость им - ин/ Мн.[ ...]
Г л а в а 5. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО.[ ...]
С другой стороны, реальное КВС будет находиться в условиях приземного пограничного слоя, характеризующегося степенным или логарифмическим профилем скорости по высоте. По техническим возможностям аэродинамических труб скорости в моделируемом приземном пограничном слое и атмосферном примерно равны (не превышают 60 м/с (М<0,2)), так что можно считать, что Ми = иУ ии = 1, тогда Яе„/Кен = НЛН„ = МИ, т. е. подобия по числу Рейнольдса достичь невозможно.[ ...]
В этом случае принципиальная возможность моделирования обеспечивается созданием структуры потока, имеющей энергосодержащие вихри, размеры которых отличаются от натуральных на величину масштабного коэффициента.[ ...]
Заметим, что неизменность числа Рейнольдса можно пытаться обеспечить за счет увеличения коэффициента кинематической вязкости. Например, если в экспериментах в качестве рабочего тела использовать воду, то, так как Му = ум/ V, и, следовательно, иы = ип(Му/ Мн), значит для данных предыдущего примера мм = м„(0,068/ 0,0067)« 10м„. Однако использование воды приводит к сложностям при обеспечении подобия по теплопередаче. Поэтому для данной задачи рекомендуется использовать в качестве рабочей среды воздух.[ ...]
Число Прандтля выражает подобие скоростных и температурных полей в потоках различных жидкостей (газов). Если в модели в качестве рабочего тела использовать воздух, то Ргм » Рг„, так как в реальном сооружении также течет воздух (Ргвозд « 0,7).[ ...]
Так как в нашем случае число Маха не должно превышать 0,2, то теплообмен вследствие трения и адиабатического сжатия будет пренебрежимо мал, поэтому подобием по числу Ес при аэротермодинами-ческих исследованиях КВС можно пренебречь.[ ...]
Вернуться к оглавлению