Fizikai modellezés (fm)
A fizikai modellezés alatt olyan fizikai természetű modellek vizsgálatának módszerét értjük, amely a vizsgált jelenségek tulajdonságainak egész komplexumát reprodukálja. Az ilyen modell legnyilvánvalóbb példája egy laboratóriumi telepítés.
A fizikai modellezés a fizikai hasonlóságon alapul, ami a geometriai hasonlóságot, a sebességek, erők, környezetek stb. A fizikai modellezés tudományos alapja a hasonlóság elmélete. A kémiai technológiában a hasonlóság elmélete széles körben elterjedt, és a kémiai és technológiai specialitásokat vizsgáló diákok a "Kémiai Technológia folyamatai és berendezései" c.
- A folyamat teljes reprodukálása;
- a megfigyelések megfigyelésének lehetősége a készülékek átalakítása nélkül;
- olyan jelenségek vizsgálata, amelyek matematikailag nem írhatók le.
- minden új folyamat tanulmányozása érdekében új modellt kell létrehozni;
- az eredeti paramétereinek megváltoztatása gyakran megköveteli a fizikai átdolgozást vagy a modell teljes cseréjét;
- összetett tárgyak gyártási költségeinek magas költsége;
- egyes esetekben korlátozások vannak érvényben, vagy egyáltalán nem alkalmazható.
Ez utóbbi hiba például a kémiai reakciók során kialakult rendszerek esetében nyilvánul meg, mivel áramlásuk eredménye összetett függést mutat a berendezés geometriai méreteitől és a folyamat kinetikus szabályszerűségétől.
Tekintsünk két példát a hasonlóságelmélet alkalmazásáról a fizikai modellezésben.
Az öntözőcsatorna építésénél meg kell becsülni az üledék legvalószínűbb lerakódásának helyét. Ehhez ismerni kell az áramlási sebességek elosztását a különböző szakaszaiban. A csatorna egy nagy hidrotechnikai szerkezet, ezért a kivitelezés előtt meg kell vizsgálni annak jellemzőit a modellen. A hasonlósági elmélet segítségével meghatározhatóak azok a modellparaméterek, amelyeknél az eredetivel megegyeznek. Az eredeti és a modell geometriai és hidrodinamikai hasonlóságának feltételeinek kielégítése érdekében szükséges és elegendő, hogy a Reynolds-kritériumok egyenlõsége egy pár hasonló pontban
ahol W1,2 az áramlási sebesség; L1,2 a jellemző méret és a folyadék kinematikus viszkozitása (az 1. index megfelel az eredetinek, 2 a modellhez).