Prin modelarea fizică înțelegem metoda de investigare pe modele care au aceeași natură fizică și reproducând întregul complex de proprietăți ale fenomenelor studiate. Cel mai evident exemplu al unui astfel de model este instalarea în laborator.
Modelarea fizică se bazează pe similitudinea fizică, care implică similaritatea geometrică, similitudinea vitezelor, forțelor, mediilor etc. Baza științifică a modelării fizice este teoria similitudinii. În tehnologia chimică, teoria similitudinii este larg răspândită, iar studenții de specialități chimice și tehnologice sunt studiați în cursul "Procesele și Aparatele Tehnologiei Chimice".
- reproducerea completă a procesului;
- posibilitatea înregistrării observațiilor fără conversia dispozitivelor;
- studiul fenomenelor care nu pot fi descrise matematic.
- pentru studiul fiecărui nou proces este necesar să se creeze un nou model;
- modificarea parametrilor originalului necesită adesea reparații fizice sau înlocuirea completă a modelului;
- costul ridicat al modelelor de fabricare a obiectelor complexe;
- în unele cazuri există restricții sau nu este deloc aplicabil.
Ultimul defect se manifestă, de exemplu, în cazul sistemelor cu reacții chimice, deoarece rezultatul fluxului lor se află într-o dependență complexă de dimensiunile geometrice ale aparatului și de regulile cinetice ale procesului.
Să luăm în considerare două exemple de aplicare a teoriei similitudinii în modelarea fizică.
Când se construiește un canal de irigare, este necesar să se prevadă locurile cele mai probabile depuneri de sedimente. Pentru aceasta, este necesar să se cunoască distribuția vitezelor de curgere în diferitele sale secțiuni. Canalul este o structură hidrotehnică mare și, prin urmare, este necesar să se efectueze un studiu al caracteristicilor sale pe model înainte de construcție. Parametrii modelului în care va fi similar cu originalul pot fi determinate folosind teoria similitudinii. Pentru a satisface condițiile de asemănare geometrică și hidrodinamică între original și model, este necesar și suficient ca egalitatea criteriilor Reynolds într-o pereche de puncte similare
unde W1,2 este viteza de curgere; L1,2 este dimensiunea caracteristică și este vâscozitatea cinematică a lichidului (indicele 1 corespunde cu originalul, 2 - cu modelul).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: