Die woord "kriterium" van Griekse oorsprong, beteken 'n teken wat die basis is vir die vorming van 'n beoordeling van 'n voorwerp of verskynsel. Oor die afgelope jare is dit wyd gebruik in beide die wetenskaplike gemeenskap en in onderwys, bestuur, ekonomie, die dienstesektor en sosiologie. As die wetenskaplike kriteria (dit is sekere voorwaardes en vereistes wat nagekom moet word) in 'n abstrakte vorm vir die hele wetenskaplike gemeenskap aangebied word, raak die ooreenkomskriteria slegs daardie areas van die wetenskap wat handel oor fisiese verskynsels en hul parameters: aërodinamika, hitte oordrag en massa-oordrag. Om die praktiese waarde van die toepassing van die kriteria te verstaan, is dit nodig om enkele konsepte uit die kategoriese apparaat van die teorie te bestudeer. Dit is opmerklik dat ooreenstemmingskriteria in tegniese spesialiteite gebruik is lank voordat hulle hul naam gekry het. Die mees triviale ooreenkomsmaatstaf kan 'n persentasie van die geheel genoem word. So 'n operasie is sonder enige probleme en probleme deur almal gedoen. En die doeltreffendheidsfaktor, wat die afhanklikheid van die masjien se kragverbruik en uitsetkrag weerspieël, was nog altyd 'n ooreenkomsmaatstaf en is dus nie as iets vaagweg hemelhoog ervaar nie.
Grondslae van die teorie
Fisiese ooreenkomste van verskynsels, hetsy die natuur of mensgemaakte tegniese wêreld, word deur die mens gebruik in navorsing oor lugdinamika, massa en hitte-oordrag. In die wetenskaplike gemeenskap het die metode om prosesse en meganismes met behulp van modellering te bestudeer homself goed bewys. Natuurlik, wanneer 'n eksperiment beplan en uitgevoer word, is die energie-dinamiese stelsel van hoeveelhede en konsepte (ESVP) 'n ondersteuning. Daar moet kennis geneem word dat die stelsel van hoeveelhede en die stelsel van eenhede (SI) nie ekwivalent is nie. In die praktyk bestaan ESWP objektief in die omliggende wêreld, en navorsing openbaar dit net, dus hoef die basiese hoeveelhede (of kriteria van fisiese ooreenkoms) nie met die basiese eenhede saam te val nie. Maar die basiese eenhede (gesistematiseer in SI), wat aan die praktykvereistes voldoen, word goedgekeur (voorwaardelik) met behulp van internasionale konferensies.
Konseptuele apparaat van ooreenkomste
Teorie van ooreenkoms - konsepte en reëls, waarvan die doel is om die ooreenkoms van prosesse en verskynsels te bepaal en om die moontlikheid te verseker om die bestudeerde verskynsels van 'n prototipe na 'n werklike objek oor te dra. Die basis van die terminologiese woordeboek is konsepte soos homogene, gelyknamige en dimensielose hoeveelhede, ooreenkomskonstante. Om begrip van die essensie van die teorie te vergemaklik, moet die betekenis van die gelyste terme oorweeg word.
- Homogeen - hoeveelhede wat gelyke fisiese betekenis en dimensie het ('n uitdrukking wat wys hoe die eenheid van meting van 'n gegewe hoeveelheid bestaan uit eenhede van basiesehoeveelhede; spoed het die dimensie van lengte gedeel deur tyd).
- Soortgelyk - prosesse wat in waarde verskil, maar dieselfde dimensie het (induksie en wedersydse induksie).
- Dimensieloos - hoeveelhede in die dimensie waarvan die basiese fisiese hoeveelhede ingesluit is in die graad gelyk aan nul.
Konstant - 'n dimensielose hoeveelheid, waarin die basiswaarde 'n hoeveelheid met 'n vaste grootte is (byvoorbeeld 'n elementêre elektriese lading). Dit laat die oorgang van 'n model na 'n natuurlike stelsel toe.
Hooftipes ooreenkomste
Enige fisiese hoeveelhede kan soortgelyk wees. Dit is gebruiklik om vier tipes te onderskei:
- geometries (waargeneem wanneer die verhoudings van soortgelyke lineêre afmetings van die monster en model gelyk is);
- temporeel (waargeneem op soortgelyke deeltjies van soortgelyke stelsels wat oor 'n sekere tydperk langs soortgelyke paaie beweeg);
- fisiese hoeveelhede (kan op twee soortgelyke punte van die model en monster waargeneem word, waarvoor die verhouding van fisiese hoeveelhede konstant sal wees);
- begin- en grenstoestande (kan waargeneem word as die drie vorige ooreenkomste waargeneem word).
'n Ooreenstemming onveranderlike (gewoonlik aangedui idem in berekeninge en beteken onveranderlik of "dieselfde") is 'n uitdrukking van hoeveelhede in relatiewe eenhede (d.w.s. die verhouding van soortgelyke hoeveelhede binne een stelsel).
As die onveranderlike verhoudings van homogene hoeveelhede bevat, word dit 'n simpleks genoem, en indien heterogene hoeveelhede, dan is die ooreenkomsmaatstaf (hulle hetalle eienskappe van onveranderlikes).
Wette en reëls van ooreenkomsteorie
In die wetenskap word alle prosesse deur aksiomas en stellings gereguleer. Die aksiomatiese komponent van die teorie sluit drie reëls in:
- die waarde h van die waarde H is dieselfde as die verhouding van die waarde tot die eenheid van sy meting [H];
- 'n fisiese hoeveelheid is onafhanklik van die keuse van sy eenheid;
- wiskundige beskrywing van die verskynsel is nie onderhewig aan die spesifieke keuse van eenhede nie.
Basiese postulate
Die volgende reëls van die teorie word beskryf deur stellings te gebruik:
- Newton-Bertrand-stelling: vir alle soortgelyke prosesse is alle ooreenkomskriteria wat bestudeer word paarsgewys gelyk aan mekaar (π1=π1; π2=π2 ens.). Die verhouding van die kriteria van twee stelsels (model en steekproef) is altyd gelyk aan 1.
- Buckingham-Federman-stelling: ooreenkomskriteria word verwant deur gebruik te maak van 'n ooreenkomsvergelyking, wat voorgestel word deur 'n dimensielose oplossing (integraal) en word 'n kriteriumvergelyking genoem.
- Kirinchen-Gukhman-stelling: vir die ooreenkoms van twee prosesse is hul kwalitatiewe ekwivalensie en paarsgewyse ekwivalensie van die bepalende ooreenkomskriteria nodig.
- Steling π (soms genoem Buckingham of Vash): die verwantskap tussen h-hoeveelhede, wat gemeet word met behulp van m meeteenhede, word voorgestel as 'n verhouding h - m deur dimensielose kombinasies π1, …, πh-m van hierdie h-waardes.
Die ooreenkomsmaatstaf is die komplekse verenig deur die π-stelling. Die tipe maatstaf kan vasgestel word deur 'n lys van hoeveelhede saam te stel (A1, …, A) wat die proses beskryf, en die oorweëde stelling toe te pas op die afhanklikheid F(a 1, …, a )=0, wat die oplossing vir die probleem is.
Gelykvormigheidskriteria en navorsingsmetodes
Daar is 'n mening dat die mees akkurate naam van die ooreenkomsteorie moet klink soos die metode van veralgemeende veranderlikes, aangesien dit een van die metodes van veralgemening in wetenskap en eksperimentele navorsing is. Die belangrikste invloedsfere van die teorie is die metodes van modellering en analogie. Die gebruik van basiese ooreenstemmingskriteria as 'n private teorie het bestaan lank voor die bekendstelling van hierdie term (voorheen genoem koëffisiënte of grade). 'n Voorbeeld is die trigonometriese funksies van alle hoeke van soortgelyke driehoeke - hulle is dimensieloos. Hulle verteenwoordig 'n voorbeeld van meetkundige ooreenkoms. In wiskunde is die bekendste maatstaf die getal Pi (die verhouding van die grootte van 'n sirkel en die deursnee van 'n sirkel). Tot op datum is die teorie van ooreenkoms 'n algemeen gebruikte hulpmiddel van wetenskaplike navorsing, wat kwalitatief getransformeer word.
Fisiese verskynsels bestudeer deur ooreenkomsteorie
In die moderne wêreld is dit moeilik om die studie van die prosesse van hidrodinamika, hitte-oordrag, massa-oordrag, aërodinamika voor te stel, wat die teorie van ooreenkomste omseil. Kriteria word vir enige verskynsel afgelei. Die belangrikste ding is dat daar 'n afhanklikheid tussen hul veranderlikes was. Die fisiese betekenis van die ooreenkomskriteria word in die inskrywing (formule) en die voorafgaande weerspieëlberekeninge. Tipies is die kriteria, soos sommige wette, vernoem na bekende wetenskaplikes.
Studie van hitte-oordrag
Kriteria vir termiese ooreenkomste bestaan uit hoeveelhede wat die proses van hitte-oordrag en hitte-oordrag kan beskryf. Die vier bekendste kriteria is:
Reynolds-ooreenkomstoets (Re)
Die formule bevat die volgende hoeveelhede:
- s – hittedraerspoed;
- l – geometriese parameter (grootte);
- v – koëffisiënt van kinematiese viskositeit
Met behulp van die maatstaf word die afhanklikheid van die kragte van traagheid en viskositeit vasgestel.
Nusselt-toets (Nu)
Dit sluit die volgende komponente in:
- α is die hitte-oordragkoëffisiënt;
- l – geometriese parameter (grootte);
- λ is die termiese geleidingskoëffisiënt.
Hierdie maatstaf beskryf die verband tussen die intensiteit van hitte-oordrag en die geleidingsvermoë van die koelmiddel.
Prandtl-kriterium (Pr)
Die formule bevat die volgende hoeveelhede:
- v is die kinematiese viskositeitskoëffisiënt;
- α is die koëffisiënt van termiese diffusiwiteit.
Hierdie maatstaf beskryf die verhouding van temperatuur- en snelheidsvelde in die vloei.
Grashof-kriterium (Gr)
Die formule word gemaak deur die volgende veranderlikes te gebruik:
- g - dui die versnelling van swaartekrag aan;
- β - is die koëffisiënt van volumetriese uitsetting van die koelmiddel;
- ∆T – dui die verskil aantemperature tussen die koelmiddel en die geleier.
Hierdie maatstaf beskryf die verhouding van die twee kragte van molekulêre wrywing en opheffing (as gevolg van die verskillende digtheid van die vloeistof).
Nusselt-, Grashof- en Prandtl-kriteria word gewoonlik die hitte-oordrag-ooreenkomskriteria onder vrye konvensie genoem, en Peclet, Nusselt, Reynolds en Prandtl-kriteria onder gedwonge konvensie.
Studie van hidrodinamika
Die hidrodinamiese ooreenstemmingskriteria word deur die volgende voorbeelde aangebied.
Froude-ooreenkomstoets (Fr)
Die formule bevat die volgende hoeveelhede:
- υ - dui die spoed van materie aan op 'n afstand van die voorwerp wat om dit vloei;
- l - beskryf die meetkundige (lineêre) parameters van die onderwerp;
- g - staan vir versnelling as gevolg van swaartekrag.
Hierdie maatstaf beskryf die verhouding van die traagheidskragte en swaartekrag in die vloei van materie.
Strouhal-ooreenkomstoets (St)
Die formule bevat die volgende veranderlikes:
- υ – dui spoed aan;
- l - dui meetkundige (lineêre) parameters aan;
- T - dui 'n tydinterval aan.
Hierdie maatstaf beskryf onstabiele bewegings van materie.
Mach-ooreenkomsmaatstaf (M)
Die formule bevat die volgende hoeveelhede:
- υ - dui die spoed van materie op 'n spesifieke punt aan;
- s - dui die spoed van klank (in vloeistof) by 'n spesifieke punt aan.
Hierdie hidrodinamiese ooreenkomsmaatstaf beskryfdie afhanklikheid van die beweging van materie van die saamdrukbaarheid daarvan.
Oorblywende kriteria in kort
Die mees algemene fisiese ooreenstemmingskriteria word gelys. Nie minder belangrik is soos:
- Weber (Ons) – beskryf die afhanklikheid van oppervlakspanningskragte.
- Archimedes (Ar) - beskryf die verhouding tussen hysbak en traagheid.
- Fourier (Fo) - beskryf die afhanklikheid van die tempo van verandering van die temperatuurveld, fisiese eienskappe en afmetings van die liggaam.
- Pomerantsev (Po) - beskryf die verhouding van die intensiteit van interne hittebronne en die temperatuurveld.
- Pekle (Pe) – beskryf die verhouding van konvektiewe en molekulêre hitte-oordrag in 'n vloei.
- Hidrodinamiese homochronisme (Ho) – beskryf die afhanklikheid van die translasie (konvektiewe) versnelling en versnelling by 'n gegewe punt.
- Euler (Eu) - beskryf die afhanklikheid van die kragte van druk en traagheid in die vloei.
- Galilean (Ga) - beskryf die verhouding van die kragte van viskositeit en swaartekrag in die vloei.
Gevolgtrekking
Gelykvormigheidskriteria kan uit sekere waardes bestaan, maar kan ook van ander kriteria afgelei word. En so 'n kombinasie sal ook 'n maatstaf wees. Uit bogenoemde voorbeelde kan gesien word dat die beginsel van ooreenkoms onontbeerlik is in hidrodinamika, meetkunde en meganika, wat die navorsingsproses in sommige gevalle aansienlik vereenvoudig. Die prestasies van moderne wetenskap het grootliks moontlik geword as gevolg van die vermoë om komplekse prosesse met groot akkuraatheid te modelleer. Danksy die teorie van ooreenkoms is meer as een wetenskaplike ontdekking gemaak, wat later met die Nobelprys bekroon is.
