Гидротепловая аналогия

Гидротепловая аналогия может быть также использована для исследования как стационарных, так и нестационарных процессов теплопроводности.

В этом случае используется сходство законов распространения тепла и движения жидкости. В качестве моделей могут быть использованы, как модели с непрерывными параметрами, так и модели с сосредоточенными параметрами, т.е. в виде моделирующих гидравлических цепей. В последнем случае вместо параметров исходного теплового процесса в моделирующей цепи применяются сосредоточенные параметры в виде гидравлических сопротивлений и емкостей. При построении гидравлической модели используют обычно формальное сходство уравнения для плотности теплового потока.

.

С уравнением, выражающим расход жидкости при ламинарном движении.

где - гидравлический напор;

- гидравлическое сопротивление.

Поскольку сопоставляемые явления изменяются во времени, то следует учесть изменение теплового потока и расхода жидкости во времени. Они выражаются:

,

.

где - теплоемкость системы;

- площадь поперечного сечения гидравлического канала;

w - скорость движения жидкости.

Из сравнения уравнений следует, что аналогом q является расход жидкости n, аналогом температурного напора является гидравлический напор Dh, аналогом теплоемкости - гидравлическая емкость, аналогом термического сопротивления – сопротивление в гидравлической модели.

Условие теплообмена на поверхностях стенки воспроизводится с помощью дополнительных сосудов. Уровень жидкости в них соответствует температурам. Тепловые сопротивления имитируют гидравлическими сопротивлениями капилляров. Уровень жидкости в сосудах воспроизводит начальное сопротивление температуры. Можно сделать фотосъемки уровней воды, замерить расход, после …. всех кранов и величин уровней будет характеризовать температуры. Если масштабы … гидравлической модели и теплового явления различны, то переход от модели к процессу производится через масштабные преобразования.

Дата добавления: 2015-07-20