Устройство для получения стратифицированной жидкости

СОЮЗ СОВ ЕТСКИУСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСГ 1 УБЛИК 1 й 9/14, В 01 Г 3/00 зев.),иъд 1 ею Е ГЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ(21) 47513 (22) 23,10 (46) 23.12 (71) Инсти (72) А.И,Б (53) 532.5 (56) "Изве ры и Океа 75/268991. Бюл, тут физиатчаев29.2 (088.стия АНна", 198 М 47 ки ат ерь 1 АН СССР(54) УСТРОИСТВО ТИФИЦИ РОВАН Я ТР У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР Изобретение относится к геофизической гидродинамике, геологии и производству полимеров, в частности к лабораторному моделированию процессов в атмосфере и океане гидродинамике, измерению плотности образцов минеральнбгосырья и различных синтетических веществ. иможет быть использовано в технике гидродинамического эксперимента, а также дляизменения плотности образцов различныхвещестг, и разделения их на плотностныефракции,Целью изобретения является повышение эффективности за счет создания устойчиво стратифицированной жидкости сгладким требуемым. профилем плотности всосудах произвольной формы,На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит сосуды с тяжелой жидкостью 1 и легкой жидкостью 2,тело3 с переменной по высоте площадью поперечного сечения, мешалку 4, соедини-.тельные трубки 5, вентили б и 7, резервуар8, в котором получается статифицированнаяжидкость,700443 А 1(57) Изобретение относиться к геофизической гидродинамике, геологии, производству полимеров, Цель изобретения - создание стратифицироеанной жидкости с любым (гладким) профилем плотности в резервуаре любой формы, Устройство состоит из двух сообщающихся сосудов, наполняемых перемешиваю.цимися жидкостями различной плотности, В сосуде с более легкой жидкостью расположена мешалка, в другом сосуде псмегцено тело, площадь попеоечного сечения которого зависит от высоты, 1 ил. Устройство работает следующим образом.Включается мешалка 4, эа;ем последовательно открываются вентили б и 7, Плот- кость жидкости, поступающей из сосуда 2 в резервуар, е начальный момент времени равна р, и затем постепенно повышается, так как по мере понижения уровня жидкости в сосудах устройства из сосуда 1 в сосуд 2 поступает тяжелая жидкость. Мешалка перемешивает содержимое сосуда 2 до однородного. Изменение плотности жидкости в сосуде 2, а следовательно, и поступающей в резервуар 8, определяется количеством поступающей из сосуда 1 тяжелой жидкост,: т:е, зависимостью площади поперечного сечения столба жидкости в сосуде 1 от высоты. Поступающая в резервуар 8 жидкость вытесняет содержащуюся там более легкую жидкость, занимая нижний слой. При окончан.нл заливки создается устойчиво сгратифицированная жидкость, плотность верхнего и нижнего слоя которой равна соответственно р 2 и р 1. Профиль плотности жидкости е резервуаре 8 зависит как от -.онфигурации тела 3, определяющей завнси3 и 40 45 мость площади поперечного сечения столба жидкости в сосуде 1, так и от формы самого резервуара 8, Если задана форма резервуара, то можно рассчитать конфигурацию тела 3, которая обеспечивает создание стратифицированной жидкости с любым (гладким) требуемым профилем плотности по высоте, Например, если резервуар 8 имеет форму призмы, то для создания в нем устой-чино стратифицированной жидкости с экс-поненциальным профилем плотности нужно вертикально расположить в сосуде 2 ,: тело 3 (чертеж).Допустим, что сосуды 1 и 2 одинаковые,Яо - площадь поперечного сечения сосудов,Я(г) - площадь поперечного сечения тела 3,зависящая от вертикальной координаты.Пусть в некоторый момент времени высота столба жидкости в сосуде 2 равна Е 2, а плотность р(.2).Тогда высота столба жидко-сти в сосуде 1 1 2 р(1 2)/р 1, Через некоторыйпромежуток времени уровень жидкости в сосуде 2 опускается на Л , а плотность при этом увеличивается на некоторую вели чину Лр=р (12-Ь )-р (Ы),Зтосвязано с тем, что из сосуда 1 поступает более тяжелая , жидкость. За тот же промежуток времени уровень жидкости в сосуде 1 уменьшается на величину Ь Р - (1 - Ь) Р ,О 1 Р 18 еличина приращения плотности Лр зависит от количества поступившего из сосуда 1 тяжелой жидкости,При одинаковых изменениях высотыстолба жидкости Лприращения плотности Ло в сосуде 2 на различных уровнях неодинаковы и определяются соответствующими значениями величинь 1 Я(1 ). Отсюда, так как жидкость из сосуда 2 непрерывно поступает в резервуар 8, то в поеделах Ь-+ 0 имеем, что вертикальный градиент плотности на любом уровне столба жидкости в резервуаре 8 определяется соответствующим значением Я ),Таким образом, в процессе заливки плотность жидкости в сосуде 2 постепенно 5 10 15 20 25 30 повышается и от начальноо значения рр достигает в конце залива предельного значения р 1, а промежуточные значения р (Ц определяются зависимость о Щ. В результате столб жидкости в резервуаре Э,меет плотностью на верхнем и р 1 на нижнем слоях, а профиль плотности также определяется функцией Я( ), т.е, формой тела 3,Использование изобретения позволяет значительно расширить область применения, Например, становит."я возможным в лабораторных условиях моделировать реальные профили плотности, наблюдаемые в атмосфере и океане. Кроме того, возможно создание статифицированной жидкости с различными профилями плотности, пред ставляющими интерес в гидродинамике с точки зрения экспериментального исследования соответствующих влечений, Поцнимается эффективность использования стратифицированной жидкости в традиционной области примененя, например геологии и производстве полимеров, где требуется точно измерить плотность образцов различных материалов и разделить их на плотностные фракции, Это связано с тем, что определенные преимущества дает возможность варьирования профиля плотности в зависимости от конкретной цели, Стратифицированную жицкасть с требуемьм профилем плотности можно создать в резервуарах любой формы, удобных в эксплуатации,Формула изобретения Устройство для получения стратифицированной жидкости, содержащее два сообщающихся сосуда, в одном из которых установлена мешалка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет создания устойчиво стратифицированной жидкости с требуемым гладким профилем плотности в сосудах произвольной формы, сосуд без меа алки снабжен телом с переменной по высоте площадью поперечного сечения,оставитель Г, Ольшанскаяехред М,Моргентал Корректоо Э. Слиган раж Подписное о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР , Москва, Ж, Раушская наб., 4/5