Контакты jokoil@mail.ru КАРТА САЙТА English

Энергодинамическая система физических величин и понятий

(ЭСВП)


Не смешивать с СИ, унифицирующей ЕДИНИЦЫ измерений (разъяснение).

На Главную

Кому и зачем это нужно?

СТУДЕНТАМ на ЗАМЕТКУ

Разъяснение основных терминов

Формы и виды энергии

Условия успешной систематизации

Классификация физических систем

Основная идея системы

Таблицы физических величин

В чем новизна сайта?

     Формы и виды движения

     Подробно об угле поворота

     О движении тела по орбите

     Систематизация величин         силовых полей

     Систематизация величин         колебаний и волн

     Новая единица         температуры

     Обобщение явлений         переноса

     Критерии подобия всюду

     Альтернативные взгляды         на проблемы метрологии


Системный подход в экономике

История проблемы
систематизации величин


Учить физику по-новому!

Учебно-наглядные пособия


Каталог ссылок

Обновления на сайте

Шутки на тему сайта


Oб авторе проекта

Коган И.Ш.

Критерии подобия в теплотехнике и электротехнике

АННОТАЦИЯ. Приводятся примеры применения критериев подобия при изучении термодинамики, теплотехники и электротехники. Приводится вывод о том, что основы теории подобия следует изучать в самом начале изучения физики и до изучения общетехнических дисциплин.

Критерии подобия в термодинамике и теплотехнике

Современная теория теплопередачи немыслима без применения критериев подобия. Это объяснимо, так как многие закономерности этой теории являются дифференциальными уравнениями математической физики, которые на сегодняшний день математика не в состоянии решить аналитически. И поэтому прибегают к экспериментально определяемым критериальным уравнениям.

Но знакомство с термодинамическими критериями подобия начинается еще раньше, при изучении общей физики, но о том, что речь идет именно о критериях подобия, речь при преподавании физики не идет. Приведем наиболее известные примеры.

При лучистом теплообмене используют следующие параметрические критерии подобия: поглощательную способность, или коэффициент поглощения А, отражательную способность, или коэффициент отражения R и пропускательную способность, или коэффициент пропускания D. Сумма всех этих трех критериев A + R + D = 1. Но это вовсе не коэффициенты, а критерии подобия, поскольку являются отношениями какой-либо компоненты энергии к полной энергии излучения, падающего на тело. Значения каждого из этих критериев подобия, равные 1, определяют состояние тела, как абсолютно черное, абсолютно белое или абсолютно прозрачное.

Чтобы определить поглощательную способность тела к падающему на него излучению, введено отношение интенсивности излучения серого тела φ к интенсивности излучения абсолютно черного тела φs при той же температуре:

ε = φ / φs . ( 1 )

Это тоже критерий подобия, но назван он степенью черноты тела, Впрочем, с таким же успехом его могли бы назвать степенью серости тела.

Важнейшим параметрическим критерием подобия в термодинамикие является так называемый показатель адиабаты

k = cp /cv , ( 2 )

где cp и cv – удельные теплоемкости при постоянном давлении и при постоянном объеме. Это типичный критерий подобия, но его назвали показателем, потому что он часто, хотя и не всегда, находится в показателе степени.

При изучении тепловых машин применяется большое количество параметрических критериев подобия, называемых как угодно, только не критериями подобия. Это коэффициент использования теплотворной способности топлива, термический кпд, холодильный коэффициент, степень сухости водяного пара и проч.

При изучении двигателей внутреннего сгорания применяют такие критерии подобия, как степень сжатия, степень предварительного расширения, степень повышения давления и проч.

Значение теории подобия в теплотехнике настолько велико, что саму теплотехнику невозможно изучать без знания хотя бы элементарных основ теории подобия. Видимо, поэтому и совмещают изучение основ теории подобия с изучением теплотехники. Но все статьи данного раздела достаточно ясно указывают на то, что основы теории подобия следует изучать еще в самом начале изучения физики.

Критерии подобия в электротехнике

В электротехнике тоже пользуются критериями подобия, забывая об этом сказать. Например, относительное скольжение в электрических машинах.

Но наиболее широко известен в электротехнике такой критерий подобия, как “косинус фи“, который никакого отношения к тригонометрии практически не имеет. Просто в электродинамике и электротехнике любят пользоваться методом векторных диаграмм, на которых реактивное, активное и комплексное сопротивления контура тока выглядят в виде векторов, являющимися сторонами прямоугольного треугольника. Так вот отношение модуля вектора активного сопротивления к модулю вектору комплексного сопротивления и назвали косинусом фи.

С таким же успехом можно было бы пользоваться и критерием подобия, названным синусом фи, представляя отношение модуля вектора реактивного сопротивления к модулю вектору комплексного сопротивления. А если бы вместо фи воспользовались бы другой греческой буквой, например, кси, то мы бы говорили о косинусе кси. Догадаться о том, что это критерий подобия, а не тригонометрическая функция, может только инженер, хорошо знакомый с теорией электротехники.

© И. Коган Дата первой публикации 1.06.2006
Дата последнего обновления 25.03.2008

Оглавление раздела Предыдущая