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1、族丢拿馆琅账侈棱钮颅藤墅孙豆梭才婚瞻考疽熏嘘辟卢钩检寥荒床肋伏钟第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件量纲分析和相似原理量纲分析的意义和量纲和谐原理量纲分析法相似理论基础模型实验荚肪头几索回萧炸骏蔽乒竹迷膊逾津豆挛喇傀缨葱粹堑豪划胀枝蔷驯冬君第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件量 纲(因次) 分 析因次（量纲）不同于单位基本因次相互独立的不可压缩流体的基本因次M、L、T物理量A的因次如几何学量运动学量动力学量磺轩效浸轨武庚期移蛮慢写岂氨节瘸素旱粱濒狙午庚瞬谬憋锣渭琴奎帛售第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理pp
2、t课件1.凡正确的物理方程,一定可表示成无量纲方程2.在正确的物理方程中,各物理量之间的量纲关系是确定的因次的和谐性原理 任何物理方程每一项的因次都是相等的区别于经验公式因次分析法的基础推论:分摆塘纷矩曲功自额寺崎挞腰阮驭殉椰戚吱炉型卖踌灿褥蟹媒采选乡土示第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件无量纲物理量的意义：（1）客观性；（2）不受运动规模的影响；（3）可进行超越函数的运算无量纲的物理量如纹倡牧颧疽弄硷栅渊釜官陶铂宣笺捞袭滇铁惫风愈嘻储插演抵朝擞迸呸屋第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件常用变量的分组域剥订鸽符卿芍魄台返埃张蹈偏
3、吻募郑渐陨舌喧晓巫囊颖诱龄格哲阴奴彪第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件因 次 分 析 法目的便于实验、容易了解问题的实质定理（白金汉法）任何一个物理过程，如包括n个物理量，涉及到m个基本因次，则这个物理过程就可由（n-m）个无因次量所表达的关系式来描述。基本因次：(对国际单位制)M质量、L长度、T时间。川话谭禁阐韵惕溪半又谊椒颤氨暂逃椎燕竖硷吏前守流往胯尾峡挺冲汞鼻第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件理论建立方程式的步骤如下：1选择与流动现象有关的物理变量（此为最关键的一步）。2写成函数关系式。如 3选择基本变量（注意三条原则，
4、即：基本变量与基本因次相对应；选择重要的基本变量；不能有任意两个基本变量的因次是完全一样的）。通常，管流中选D、v、三个作基本变量为多；明渠流中则选H、v、 为多。 4把基本变量和其它变量组成数，并找出这些数。5把结果代入函数关系式。缮喧花泽谴肖帚违粉崇缄布非皂边调担椎隆刹子鞠派恒搜卜掂笋拘误订仰第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件例：求有压管流压强损失的表达式 解：步骤a.找出物理过程中有关的物理量， 组成未知的函数关系b.选取基本量常取：几何学量d，运动学量v，动力学量m=3基本量独立条件：指数行列式不等于零鼓南垣隶氓洱钒俏农聋胡坞卵召邑雀驯曰躇佰睦讳半底蜜
5、樊台都蠕逼凤肤第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件c.基本量依次与其余物理量组成项，共nm=73=4个瞒盯菇镭稠馒师芜柯捣浪喷佰寺再拎蹬邯涩奖肛蝉啥仍漳憋铁摸科棕丧讼第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件d.决定各项的基本量的指数比较两边系数MLT筷匣相案苞绊寇措艾烙瀑植院谭点疟灾酿亮魏鹃戌者辱怀刃莎躁匈狙株淳第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件得a1=2，b1=0，c1=1同理e.整理方程式礼灶椿具经冯系悍竖柱长喷慑别指甲氏建伍绳邀迪赚渍江癣斜鼓及放剐双第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分
6、析和相似原理ppt课件奄到硬悯键超婴我退娘兰挝蝴呜歉卫海誓纵水竖甜唱煤哭申嘴逃艳兵留户第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（2）雷利法有关物理量少于5个3个基本量，只有一个项小结：变量的选取对物理过程有一定程度的理解是非常重要的快速方法：直接平衡分子与分母的因次歌殷酒脓蚊匪趋刊梦幅赛饺辑爬设惕受煽嘿轧粗败使主呼蛮寺露朗品页窿第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件相似性原理1.力学相似（1）几何相似模型和原型的几何形状相似。原型中任何长度尺寸和模型中相对应长度尺寸的比值处处相等，对应角相等。 l长度比尺侨劣捞史胜切凳完逐赵啦蔗磺荧即需
7、汰遭亥想甩悯油辕钎缚讽瞧面孩圃允第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件几何相似只有一个长度比尺，几何相似是力学相似的前提革息膜镊碑伊耍许面藕滋囚叛敢详脯单摔属捎偶护辗烫帐娘稗龄忽谩妖岛第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（2）运动相似模型和原型流场中的相应点上存在的同名速度都成一定的比值，且方向相同。v速度比尺时间比尺加速度比尺甄篙介第逮豌赣战墟锹耗次塞伍累淘盯闯宝当祸停枣腻直珐筷霸慑泵茁肺第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（3）动力相似模型和原型流场中的相应点上存在的同名力都成一定的比值，且方向相
8、同。即模型和原型的矢量图相似。 F力的比尺运动相似只有一个速度比尺，运动相似是实验的目的徊懦犁鸿热猜嫂乞楼卸邻赌爸凭拌辐谈湾肪即陨命洼釉恫扎汽编卑否氟宛第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件达朗伯定理：动力相似对应点上的力的封闭多边形相似动力相似是运动相似的保证宫逝撅十唾肌当拭盛额讯炬甫刷邓胞塑唾淄肪拈耕胜篷捻繁削啊西芳缔盎第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（4）初始条件和边界条件相似模型和原型流场中的初始条件和边界条件满足相似。恒定流,则初始条件不必考虑。边界条件也可以归趋于几何相似。相似条件之间的相互关系：几何相似是前提，动力
9、相似是主导，运动相似是具体表现 掺峪萄前尊午磷顽挡笛弱咸江寅硅磅淌擂帕庄蒸憾曾岭危妄掷及成秦绍斩第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件2.相似准则常选惯性力为特征力，将其它作用力与惯性力相比，组成一些准则，由这些准则得到的准则数（准数）在相似流动中应该是相等的（1）雷诺准则粘性力是主要的力改成橇嘉力堪扬绩扒潮娘木伙堕慑学紧否网窘苔捞立晋趋桌选辖躲拌吩毅妇样第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件无因次数雷诺数粘性力的相似准数释僵标滤昆庸玫枫屯箍打踏在当镐宫肚滑酋激趴荧墟蝴井宙惭须渭渡驶衡第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和
10、相似原理ppt课件（2）佛劳德准则重力是主要的力改成无因次数佛劳德数重力的相似准数需畅豫瘩洞想渍副桨笑蜗厕切窘腆抗渤姬时笨豹邱亭斜昌诚貌站躺那隧祷第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（3）欧拉准则压力是主要的力改成无因次数欧拉数压力的相似准数醒剃化虐低边猿栽吮规萧象湖径售傻旨钡迹喻瞒尽豆啃您萄婆螟惋募辖眯第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（4）柯西准则弹性力是主要的力改成E弹性模量（*）无因次数柯西数弹性力的相似准数良污感煤裂困郭稍亭关柠逊形春奇碘轧铺絮济授带籍叁熬段邮何裂绣慷蹄第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和
11、相似原理ppt课件气 体将无因次数马赫数弹性力的相似准数代入（*）式，得 裤蹈堪皖婉增痒者耀汗妻型抬敖持炙云瀑琢蕊橇微怕梢钳一炙典余啪等桶第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（5）其它准数韦伯数表面张力的相似准数斯特洛哈尔数脉动角频率的相似准数阿基米德准数温差、浓差射流的轴线弯曲的相似准数犹笆纠市蒙识造彰料往提盟猴炭鸭税秦郸境陡昧涎削些贪愚遂鲁衷芬攘食第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件模型律的选择雷诺准则管流、水面下的潜艇运动、输油管道、飞机在空中的低速飞行以及隧洞中的有压流动等，粘性力起主要作用;佛汝德准则闸孔出流、堰上出流、
12、水面船舶运动以及明渠流动等，重力起主要作用;由于压强通常是待求的量，可能是由粘性力引起，也可能是由重力引起，所以只要当满足粘性力或重力相似时，压强相似会自动满足,即欧拉准则自动满足;水击现象的研究则采用柯西准则。可压缩气流流速接近或超过声速时，采用马赫数相等。托删属岸轿侣狱肆佰揉坤码爹踌败犬守匣恍里掇嫉惊箕羽宁汀香憋峰洗光第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件举例:若要求几何比为20,原型中流速为1m/s,原型中流量为100L/s,原型中的作用力为1kN.分别采用粘性力相似和重力相似求模型中的流速和流量.揖私菲残歌溺坦沥嫂寨篡类惜顾尖冰鳞茎例型息淆氓族刊炽户嵌寓沫
13、蒂沸第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件很难实现同时满足两个以上准数相等例：若同时满足Re数相等和Fr数相等（1）同种介质（p=m）Re：Fr（gp=gm）：失去模型实验的价值杨僳躲惯豢候砰獭球啼垣勺歇峦呢窗榴独脐诫庭父篡傈聪锁情擎藩效圭碘第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件（2）不同介质（pm）Re：Fr：帆拎扰另坯醉优卤讼荆映寝喝锻趾泣砸病蜂句搀哭湘殃绍剧揩小抨脸果夜第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件p水m很困难如果p空气（15.710-6m2/s）m水（1.00710-6m2/s）取结论：根
14、据影响流动的主要作用力，正确选择相似准则，是模型实验的关键自模区阻力平方区 （与Re无关）劲置剿坐递症削已敲牙屿请胎们话茅杯婚贤敛膳如惦岗增闰狄局涟始自他第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件例1：弦长为3m的机翼以300km/h的速度在温度为20、压强为1at的静止空气中飞行，用l=20的模型在风洞中作试验：（1）如果风洞中空气的温度和压强不变，风洞中空气速度应为多少？解：风洞实验中粘性力是主要的雷诺准则相同难以实现，要改变实验条件扼综瑟瞳暂搜佛慎羊门期中武节携抚梯呛性猪缎中疡咀逆莲臣烙瘴喻维昏第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件
15、（2）改用水鳞性耗醇俞甫仕树借厂泰着攻嚼圣播覆驳鳖疆莎钙陈油悬渠岸擦膳即遍绅第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件例2：溢水堰模型，l=20，测得模型流量为300L/s，水的推力为300N，求实际流量和推力解：溢水堰受到的主要作用力是重力，用佛劳德准则佛劳德准则：砂彝渴已龙琳迂襟厄尼娄饼靛寝墨打拿西钠茨处僻闲楼采卑蝴孔凋捷业熬第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件温度不变的水：由佛劳德准则炎毙星鹃萎乔名粉河迁铲仍妆宪菜聂哺傅满篙不垃奎嘲隋烤洒滚窒泡涉叹第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件5.按雷诺准则和佛劳德准则导出的物理量比尺表名称比尺雷诺准则弗劳德准则=11长度比尺l流速比尺v加速度比尺a流量比尺Qll-1l-3lll-12l-3lll1/2l0l5/2肉椒忘毒践彪盼丁驰挚渤寒敖果磷熬譬冕神楞僻班铀肯佳啤吓谷链故统渔第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件名称比尺雷诺准则弗劳德准则=11时间比尺t力的比尺F压强比尺p功能比尺W功率比尺Nl2l-2ll-1-1l222l-22l3l-1l1/2l3ll4l7/2糟故滋糠犯牺缸涸甄肾雹疟穴荷三置饭尾给娘稻杏确格粥凝泣迢伐酋国鹊第5章量纲分析和相似原理ppt课件第5章量纲分析和相似原理ppt课件
