Кинематическое сходство - Kinematic similarity

Эта статья тон или стиль могут не отражать энциклопедический тон используется в Википедии. См. Википедию руководство по написанию лучших статей для предложений. (Декабрь 2018 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

В области механика жидкости, кинематическое подобие означает, когда скорость в любой точке модели поток пропорциональна постоянному масштабному коэффициенту скорость в гомологичной точке в прототип поток, учитывая, что он поддерживает ту же форму обтекаемого потока.^[1] Это один из трех (Геометрическое подобие, Динамическое сходство и Кинематическое сходство) необходимые условия для полного сходства между моделью и прототипом. Кинематическое подобие - это подобие движение жидкости. Поскольку движения могут быть выражены расстоянием и временем, это подразумевает сходство длин (то есть геометрическое подобие) и, кроме того, подобие временного интервала.^[2] Чтобы добиться кинематического сходства в масштабированной модели, безразмерные числа в динамика жидкостей принять во внимание. Например, Число Рейнольдса модели и прототипа должны совпадать. Есть другие безразмерные числа это также будет принято во внимание, например Число Уомерсли^[3]

Пример

Предположим, нам нужно сделать увеличенную модель коронарной артерии с кинематическим подобием.

Число Рейнольдса,
Re = ρvl / μ = vl / ʋ

Где,
ρ = Плотность жидкости (Единицы СИ: кг / м³)
v = Скорость жидкости (Единицы СИ: РС)
л = Характерная длина или диаметр (Единицы СИ: м)
μ = Динамическая вязкость (Единицы СИ: Н с / м²)
ʋ = Кинематическая вязкость (Единицы СИ: м²/ с)

Теперь есть несколько способов сохранить кинематическое сходство. Чтобы сохранить Число Рейнольдса то же самое, увеличенная модель может использовать другую жидкость с разными вязкость или же плотность. Мы также можем изменить скорость из жидкость поддерживать то же самое динамические характеристики.

Итак, приведенное выше уравнение для артерии можно записать какRe (артерия) = ρ₁v₁л₁/ μ₁ = v₁л₁/ ʋ₁

А для увеличенной моделиRe (модель) = ρ₂v₂л₂/ μ₂ = v₂л₂/ ʋ₂

При условии кинематического подобия Re (модель) = Re (артерия)

Это означает, ρ₁v₁л₁/ μ₁ = ρ₂v₂л₂/ μ₂

или же, v₁л₁/ ʋ₁ = v₂л₂/ ʋ₂

Замена переменных предоставленными значениями предоставит важные данные характеристик для жидкость и характеристики потока для увеличенная модель. Аналогичный подход можно использовать для сниженный модель (т.е. уменьшенная модель нефтеперерабатывающего завода).

Смотрите также

• Подобие (модель)
• Сходство (геометрия)
• Динамическое подобие (числа Рейнольдса и Уомерсли)
• Безразмерный номер
• Число Рейнольдса
• Число Уомерсли

Рекомендации