Стенд для исследования гидравлических процессов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Е 02 В 1/О 3(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени гидромелиоративный институт(56) 1. Изучение ледовых явлений, возникающих на главном канале переброски стока в период его зимней эксплуатации. Научно-технический отчет Государственного гидрологического института. Л., 1978, с. 61-62.2, Юрченко Н. Ф. Исследование гидравлических сопротивлений в песчиных руслах открытых и подледных безшуговых потоков. М., Московский гидромелиоративный институт, 1980 (дел. в ВИНИТИ 18.04.80,1528-80), с. 5 в 6 (прототип).(54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, включающий станину, на которой установлен лоток с рабочей средой, трубу, соединяющую головную и концевую части лотка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности исследования, он снабжен плоским электромагнитом, один полюс которого расположен над лотком, а другим является дно лотка, и вибратором, жестко соединенным с дном лотка, труба снабжена ленточным электродвигателем и эластичной вставкой и в качестве рабочей среды использованы ферромагнитные шарики.2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что шарики выполнены из стали.1084356 Составитель А. Кононов Редактор П. Макаревич Техред И. Верес Корректор И.Муска Заказ 1940/22 Тираж 644 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открь;тий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Изооретсние Относится к гидротехникеи может оыть использовано при модели 1 ,аии гидравлических процессов,Ьвесгсц стенд для исследования гидрав,1 И.1 СЬИ., ПРОЦЕССОВ, ВКЛЮЧдЮЩИИ ЛОТОК. ОдилЯ 1 ую установку 1.11 е,11 стагком этого стенда является не.азможость Обеспечения кинематическо;о и динамического подобия при моделировании нстока.Известен гакже стенд для исследова 11 ия гидравл 1 сских процессов, включаю 1 ций, станину, на которой установлен лотокраооцей средой, трубу, соединяющую го, 1 внуо и концевую части лотка 21.Недостатком известного стенда является низкая точность исследований вследствие невозможности обеспечения кинематического и ди намического подобия примоделировании потока.Цель изобретения - повышение точности исследований. 20Указанная цель достигается тем, чтостенд снабжен плоским электромагнитом,один полюс которого расположен над лотком, а другим является дно лотка, и вибратором, жестко соединенным с дном лотка,труба снабжена ленточным электродвигателем и эластичной вставкой, а в качестверабочей среды использованы ферромагнитные, преимущественно стальные, шарики.На чертеже изображен стенд, продольный разрез. 30Стенд включает лоток 1, установленныйпри помощи шаровых шарниров 2 на станине 3. Головная 4 и концевая 5 .части лотка соединены трубой 6. В трубу вдоль всейее длины вмонтирован ленточный электродвигатель 7. В днище лотка и над поверхностью потока из стальных шариков 8 устанавливается плоский электромагнит 9, К днищу лотка (электромагниту 9) прикрепляется вибратор 10. Для уменьшения массы вибрируемой части стенда соединительная труба 6 соединена с лотком 1 эластичной вставкой 11. При необходимости изменение уклона дна лотка производится с помощью винтовых опор 12.Стенд работает следующим образом.Лоток 1 заполняется стальными шариками 8 заранее определенных размеров. Количество шариков определяется требуемойглубиной потока. После включения ленточного электродвигателя 7 по соеди нительной трубе 6 стальные шарики 8 перемещаются от концевой части лотка 5 в головную 4 и затем перемещаются по лотку под действием собственного веса. Движению шариков по лотку способствует включенный вибратор 10, который по заранее определенному закону при изменении частоты вибрации позволяет менять и динамическую вязкость потока стальных шариков. С помощью электромагнита 9, меняя напряженность магнитного поля, можно устанавливать в опытах требуемую величину ускорения свободного падения для потока стальных шариков.Изменение на модели динамической вязкости, плотности и ускорения свободного падения для потока позволяет создавать в опытах потоки, подобные натурным. Для полного физического моделирования необходимо обеспечить условия геометрического, кинематического и динамического подобия. Эти условия предполагают пропорциональное уменьшение всех размеров модельного потока, создание в сходственных точках пропорциональных скоростей, а также получения на модели безразмерных комплексов Рейнольдса -ф, Фруда н ви некоторых других такимй же как и в натуре. Так как в модельных потоках глубина Н меньше натурной в десятки и сотни раз, то одновременное получение требуемых значений чисел Рейнольдса и Фруда требует изменения величин кинематической вязкости= - , где ус, р - динамическая вязкость и плотность потока, и ускорения свободной поверхности д.Добиться этого и позволяет данный стенд, на котором в качестве движущейся среды применены гораздо более плотные, чем вода, стальные шарики. Кроме того, динамическая вязкость такого потока изменяется при изменении частоты вибрации лотка, а ускорение свободного падения изменяется при помощи плоского электромагнита.Таким образом, предлагаемый стенд позволяет моделировать гидравлические процессы практически по всем условиям физического подобия, что значительно повышает достоверность результатов исследований и расширяет диапазон их возможного применения.Использование изобретения позволит повысить точность исследований за счет обеспечения геометрического, кинематического и динамического подобия при моделировании потока.