Способ получения ледяного слоя для проведения судовых модельных испытаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК св е д) 4 Р 25 С 3 ИЯ фИЯВНАЯйище щи,.Г.Б1 Ц 1".ь,д ОПИСА Е ИЗОБР суус Ой (Р 1) протива, Л., Су 60. ЕДЯНОГО СЛОЯМОДЕЛЬНЫХ ИСся к спас сло спытаниисти. Цель ация процесполучения ды понижают ее ратуры, близкой я. Раэбрыэгива- проиэводимое особ товкедо темамерэа по емператур точке ее одходясудна ие водяных капель н сификая. вр снеж слояных5 Снавание ваниедо дюрравоя,чук)т капель,воду обующи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР(56) Каштелян В.И. и дрление льда движению суддостроение, 1978, с, 57(54) СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЛДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СУДОВЫХПЫТАНИЙ(57) Изобретение относибам производства ледяноходящего для модельныхсудна на водной поверхиизобретения - интенсийиса льдообразования, ДляФ Изобретение относится к спроизводства ледяного слоя,щего для модельных испытанийа водной поверхности.Цель изобретения - интенция процесса льдообразованиСпособ предусматривает поку воды к образованию на неильда, подцержание отрицательтемператур воздуха не вьппе -поверхностью воды, разбрыэгипод ее поверхностью водяныхзамораживание их и подачу вразованных гранул. ледяного слоя предварительно понижают температуру воды до температуры, близкой к точке ее замерзания, Температуру воздуха поддерживают неовыше минус 50 С, Над поверхностью воды производят разбрызгивание водяных капель. Размеры последних, температура воздуха и путь пролета капли должны обеспечить превращение капель в ледяные гранулы, которые, попадая в воду, образуют на ее поверхности слой ледяной шуги. Разбрызгивание водяных капель осуществляют до формирования в воде слоя шуги толщиной, равной толщине моделируемого слоя. Перед разбрызгиванием в воде посредством естествен-,. ного замерзания можно образовывать тонкий слой льда. Для разбрызгивания можно использовать воду со степенью солености 0,5 - ЗЕ. 4 з,п. ф-лы. над водои, обеспечивает их п щение в ледяные гранулы (или ные частицы), которые, попа воду, образуют на ее поверхн слой ледяной шуги. Раэбрызги водяных капель осуществляют мирования слоя шуги толщиной ной толщине моделируемого слПри разбрызгивании исполь снеговые пушки или соответстустройства, где распыляется смесьводы и сжатого воздуха и частичноимеет место замерзание вследствиетого что быстрое расширение сжато 95го воздуха создает эФФект понижения температуры. Если температураокружающей среды достаточно низка,осуществление охлаждения разбрызгиваемых водяных капель в воздухевозможно посредством использованияобыкновенной воды без сжатого воздуха. Путь пролета капли должен бытьдостаточно длинен для обеспечениядостаточного времени замерзания водяных капель, прежде чем они достигнут поверхности воды. Минимальныйпуть пролета зависит от внешней температуры и размера капли. Длина пути пролета по меньшей мере 1 м, размер капли 0,1 - 1,0 мм, предпочтительно 0,2 - 0,4 мм,Нарастание льда производитсяв нижнем направлении, что имеет место во время конечного отвердеванияледяной шуги. После получения моделированного слоя заданной толщиныотвердевание ледяной шуги должнобыть прекращено. Это может быть осуществлено например, посредством пеУ30ремешивания воды под слоем льда,Конечное отвердевание ледянойшуги, производимое процессом разбрызгивания, достигается поддержаниемдостаточно низкой температуры окружающей среды, т.е, температуры воз 35духа надо льдом, Эта температураподцерживается на уровне -5 С илиниже в течение по меньшей мере 1 ч,предпочтительно в течение значитель 40но более долгого периода времени,например в течение 2 ч.Для разбрызгивания может быть использована как пресная, так и соле 1ная вода, Наилучшие результаты обыч 45но достигаются в том случае, есливода, используемая в процессе производства льда, имеет небольшое процентное содержание соли, например0 5 - 37. Для достижения требуемыху50характеристик модельного льда к водемогут быть добавлены также другиеингредиенты, Подходящими добавкамиявляются, например, карбамид, спиртили сахар. Температура окружающейсреды может быть преимущественно 55(-5) - (-15) С. Она может быть и ниже, но это не оказывает существенного воздействия на характеристики модельного льда, произведенного предлагаемым способом, Однако в диапазонах низких температур больше воды может быть заморожено, вследствие чего замораживающая способность Форсунок возрастает, а время распыления сокращается.В воде перед разбрызгиванием для ускорения процесса посредством ес" тественного замерзания может быть образован тонкий слой льда, толщиной 0,5 - 1,0 мм.П р и м е р. Производят подготовку воды в резервуаре, для чего над ее поверхностью понижают температуру до в 8"С, вследствие чего температура воды понижается до температуры, близкой к точке ее замерзания, т.е. до -0,1 - 1 ОС (в зависимости от степени солености воды)Поддерживают температуру воздухаО-2 С. Образуют очень тонкий слой льда до 2 мм на поверхности воды посредством естественного замораживания, Во время образования такого слоя температуру воздуха предпочтительно понижают, например; до -23 С. Такое понижение осуществляют потому, что температура повышается на следующей стадии, Если начальная температура воздуха достаточно низкая, то не потребуется дальнейшее повышение температуры.С воздуха над поверхностью воды разбрыэгивают водяные капли, траектория полета которых должна быть достаточно большой, например 1,5 м, так, чтобы водяные капли имели время для их замерзания. Ряд или несколько рядов разбрызгивающих сопл, протянутых над модельным испытательным бассейном, могут быть использованы для разбрызгивания, Ряды сопл перемещаются вперед и назад в продольном направлении бассейна, например, посредством устройств, перемещающихся продольно в бассейне. Такой вид устройства обычно необходим для модельных испытаний и поэтому обычно имеется в установке. Более быстрое Формирование льда может быть достигнуто увеличением числа разбрызгивающих сопл. Также могут быть использованы разбрызгивающие трубы, в которых разбрызгивающие сопла поворачиваются вперед и назад или вращаются и которые расположены вдоль испытательного бассейна.3057 1 6 51015 5 152Разбрызгивание продолжается дотех пор, пока не появится на поверхности воды слой гранул, почти равныйтребуемой толщине изготавливаемогомоделируемого льда, Такое разбрызгивание производят в течение 1 ч влаборатории, когда разбрызгивателидвижутся со скоростью 0,2 мс и когда необходимо сформировать слой льдатолщиной 25 мм.После разбрызгивания в течениепримерно 4 ч поддерживают воздух притемпературе -20 С, В течение этоговремени слой воды с гранулами льданачинает замерзать с его верхнегоконца иэ-за низкой температуры атмосферы.Во время процесса замерзания температура влияет на качество слояльда. Чем ниже температура, тем вышепрочность получаемого льда, Через4 ч моделируемый лед готов для использования.Однако когда слой гранул в водезамерзает, слей льда стремится увеличиваться вниз за счет естественного .замерзания воды. Такой лед имеет столбчатую структуру и он разрушает требуемый эффект очистки моделируемого льда. Для предупреждения естественного роста слоя льда внизповышают температуру атмосферы, Когдатребуется слой льда толщиной 25 мм,температуру постепенно повышают от-20 С до -5 С через б ч после началапроцесса и через 4 ч после окончанияпроцесса разбрызгивания. При температуре -5 С естественный рост слояльда почти полностью прекращается,Другой способ прекращения естественного роста льда заключается в перемещении воды подо льдом,На этой стадии через 7 ч после начала процесса, когда весь слой гранул в воде замерзает, прочность моцелируемого льда может все еще оставаться высокой для достижения соответствующих эффектов очистки для данного испытания. Для снижения :прочности ледяной слой можно отпускать, т,е. в течение соответствующего отрезка времени, например в течение 4 ч, поддерживают температуруО-5 С или вьппе. После такого отпуска проводят истинные испытания на модели. 20 25 30 35 40 45 50 55 Данный способ обеспечивает интенсификацию процесса льдообраэования. Кроме того, при разрушении модельный лед, полученный данным способом, образует более малые частицы льда по сравнению с большей частью материалсв модельного льда. Предлагаемый модельный лед обладает также очень выгодными характеристиками. Например, изгиб такого ледяного поля благодаря его большому коэффициенту упругости меньше изгиба ледяного поля, полученного средствами замораживания обычной соленой воды. Формула изобретения 1, Способ получения ледяного слоядля проведения судовых модельныхиспытаний на водной поверхности,предусматривающий подготовку воды,поддержание отрицательных темпераотур воздуха не выше минус 5 С надповерхностью воды, разбрызгиваниенад ее поверхностью водяных капель,замораживание их и подачу в водуобразовавшихся гранул, о т .л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса льдообразования., при подготовке воды понижаютее температуру до температуры, блйзкой к точке ее замерзания, а разбрызгивание капель и введение в воду гранул осуществляют до формирования на поверхности воды слоя шугитолщиной, равной толщине моделируемого слоя, поддерживают отрицательную температуру в течение по меньшей мере 1 ч,2. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что поддерживаютотрицательную температуру в течениЕ2 ч,3. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что после получения моделированного слоя заданнойтолщины воду под слоем льда перемешивают.4. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в воде передразбрызгиванием посредством естественного замерзания образуют тонкийслой льда,5, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что для разбрызгивания используют соленую воду состепенью солености 0,5 - З .