число Фруда

Число Фруда ($\backslash \; mathrm$), Або критерій Фруда, - один з критеріїв подібності руху рідин і газів, є безрозмірною величиною. Застосовується у випадках, коли істотно вплив зовнішніх сил. Введено Вільямом Фруда в 1870 році.

Число Фруда в гідродинаміки

Число Фруда характеризує співвідношення між силою інерції і зовнішньою силою. в поле якої відбувається рух, що діють на елементарний об'єм рідини або газу.

де $v$ - характерний масштаб швидкості. $g$ - прискорення. характеризує дію зовнішньої сили, $L$ - характерний розмір області, в якій розглядається перебіг.

Наприклад, якщо розглядається протягом рідини в трубі в поле сили тяжіння. то під величиною $g$ розуміється прискорення вільного падіння. під величиною $v$ - швидкість течії, а за $L$ можна прийняти довжину труби або її діаметр.

У суднобудуванні використовується інша версія числа Фруда - корінь з вищевказаного гідродинамічного числа Фруда.

Число Фруда дозволяє порівнювати умови хвилеутворення для судів різного розміру. Наприклад, якщо модель судна виконана в масштабі 1: 100, то її потрібно буксирувати зі швидкістю, в 10 разів меншою швидкості вихідного судна, щоб побачити ті ж хвилі, що і для великого судна, але в масштабі 1: 100.

Для великих водоизмещающих судів число Фруда звичайно дорівнює 0,2-0,3, а для малих глиссирующих судів воно, як правило, перевищує 1, але зазвичай вибирається з діапазону 2-3.

Також Число Фруда застосовують при моделюванні течій води у відкритих руслах і випробуваннях моделей гідротехнічних споруд.

Число Фруда в теплопередачі

У теплопередачі критерій Фруда також характеризує співвідношення між силою інерції і силою тяжіння, але виражається інакше:

• $g$ - прискорення вільного падіння,
• $l$ - визначальний (характéрний) розмір,
• $w$ - швидкість потоку рідини або газу.

література