Способ моделирования двухслойных разноплотностных потоков и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1697 0 О Е 02 В 1/02 БРЕТЕН ОПИС ЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ 7 Роьюлдо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР йт1317332, кл, 6 01 М 10/00, 1987,МВ 1 оН 1 поапд М 9 цуеп Яоп Нопд. ЧеасЫб 1 з 1 г 1 ЬЦ 11 оп, птег 1 ас 1 а 1 г 1 стоп апбептгаптепт 1 и таоауегеб зтгабйед Иоаз,Зоогпа о 1 Нудгозс 1 епсе апб Нудга 011 сЕпб 1 пеег 1 пц. Чо 1, М 1, Арг 1, 1983, рр 9-36.(54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ РАЗНОПЛОТНОСТНЫХ ПОТОКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛ Е Н И Я(57) Изобретение относится к гидравлике разноплотностных потоков и может быть использовано при гидравлическом моделированиисооружений, работающих в условиях водоемов, имеющих двухслойную разноплотностную стратификацию. Цель иэобретения -повышение точности моделирования путем поддержания границы раздела соленой и пресной вод в лотке в требуемом высотном положении, Устройство содержит лоток 1, бассейн 2 с перегородкой 3, установленной с наклоном в сторону лотка 1 с возможностью изменения высотного положения верхней ромки 4. Имеются трубопровод 5 соленой воды, трубопровод 6 пресной воды и сбросной трубопровод 7, По трубопроводам 5 и 6 постоянно подают, соответственно, соленую и пресную воды, Производят подачу пресной воды во входную часть лотка 1. Соленая вода заполняет пространство под перегородкой 3 и распространяется в лоток 1, моделируя заход соленой воды в устье реки или другого гидротехнического объекта. Через кромку 4 происходит перелив соленой воды в камеру 8, и далее соленая вода вместе с пресной водой поступает в сбросной трубопровод 7, Пресная вода, поступающая по трубопроводу 6, распространяется в верхнем слое камеры 8 бассейна 2 и лотка 1. В результате образуется устойчивая граница раздела соленой и пресной вод. 2 э.вф-лы, 1 ил.гИзобретение относится к гидравликеразноплотностных потоков и может бытьиспользовано при гидравлическом моделировании сооружений, работающих в условиях водоемов, имеющих двухслойную, разноплотностную стратификацию, например, при исследовании работы гидротехнических сооружений в устьевых участках реки эстуариях, некоторых типов водовыпускных сооружений, посредством которых производится сброс сточных вод илипромстоков в естественные водоемы илишламонакопители, имеющие двухслойнуюразноплотностную стратификацию.Цель изобретения - повышение точно сти моделирования путем поддержания границы раздела соленой и пресной вод в лоткев требуемом высотном положении.На чертеже изображено устройство,.вертикальный разрез.Устройство содержит гидравлический,лоток 1, в котором производятся исследова ния, бассейн 2, примыкающий к лотку 1 ислужащий для создания требуемых гранич ,ных,условий. Бассейн 2 оборудован разде лительной перегородкой 3, установленнойна дне бассейна под углом кнему с наклоном в сторону лотка 1 и с возможностьюустановки верхней кромки 4 по высоте взависимости от положения поверхностейраздела потоков, требуемого условиямипроведения исследований, Вход трубопро вода 5 соленой воды размещен под перего, родкой 3, а вход трубопровода 6 преснойводы - над перегородкой 3. Сбросной трубопровод 7; предназначенный для отвода за, пределы бассейна 2 воры промежуточнойсолености, образовавшейся в результатевзаимодействия пресной и соленой вод,размещен на уровне дна бассейна 2. Позицией 8 обозначена сливная камера.По подводящим трубопроводам 5 и 6 вбассейн 2 и камеру 8 постоянным расходомподают соответственно соленую и преснуюводу, При этом верхнюю кромку 4 разделительной перегородки 3 устанавливают нижетребуемой отметки поверхности разделаф потоков на величину и"= Ьр(гвгде й - толщина слоя соленой воды надперегородкой,м;д - ускорение силы тяжести, м/с 2;Р 1 - плотность пресной воды, кг/м;3,55 В - ширина сливной части разделительной перегородки, м,Производят подачу пресной воды вовходную часть лотка 1. Соленая вода, посту 5 пающая по трубопроводу 5, заполняет пространство под разделительнойперегородкой 3 и распространяется в лоток1. При превышении отметки верхней кромки4 разделительной перегородки 3 происхо 10 дит перелив соленой. воды через кромку 4, исоленая вода, имеющая большую плотность, поступает в то место, где начинаетсясбросной трубопровод 7, Туда же поступаети вода с промежуточной концентрацией, Пе 15 релив соленой воды через верхнюю кромку4 происходит слоем толщиной и, что учитывают при назначении отметку верхней кромки 4 разделительной перегородки 3,Пресную воду подают в бассейн по трубоп 20 роводу 6, она распространяется в верхнемслое камеры 8, бассейна 2 и лотка 1. Та еечасть, которая, взаимодействуя с соленойводой, приобрела некоторую промежуточную концентрацию, удаляется за пределы25 бассейна сбросным трубопроводом 7, Дляизменения положения поверхности разделапотоков достаточно изменить отметку верхаразделительной перегородки 3 и выдержатьнекоторое время для приведения системы в30 новый установившийся. режим,Формула изобретения1, Способ моделирования двухслойныхразноплотностных потоков, включающийподачу во входную часть гидравлического35 лотка пресной воды, подачу в нижнюю частьбассейна, примыкающего к выходной частилотка, соленой воды, сбор смешанной воды,перелившейся через поперечную перегородку, установленную в бассейне в сливной40 камере, и сброс воды из сливной камеры,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности моделирования путем поддержания границы раздела соленойи пресной вод в лотке в требуемом высот 45 ном положении, производят подачу пресной воды в верхнюю часть сливной камеры,а верхнюю кромку перегородки устанавливают ниже требуемой границы раздела соленой и пресной воды на величинуБО, с Я, с ОС )21 ФЗд Р Квгде и - толщина слоя соленой воды над перегородкой, м;Р 1 - плотность пресной воды, кг/м;3А =Рр 2 - . плотность соленой воды, кг/м,;3,1691697 В - ширина сливной части разделительной перегородки,м. СЬставитель А.СергеевТехред М,Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор И,Касарда Заказ 3922 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 2. Устройство для моделирования двухслойных разноплотностных потоков, включающее гидравлический лоток, примыкающий к выходной части лотка бассейн с поперечной водосливной перегородкой, образующей в торце бассейна сливную камеру, подводящий трубопровод соленой воды, подключенный к донной части бассейна перед перегородкой, и сбросной трубопровод,подключенный к нижней части камеры, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности моделирования путем поддержания границы раздела соле ной и пресной вод в лотке в требуемомвысотном положении, оно снабжено подводящим трубопроводом пресной воды, подключенным к верхней части сливной камеры, а перегородка выполнена с воэ можностью изменения высотного положе-:ния верхней водопереливной кромки и установлена с наклоном в сторону лотка.