Устройство для моделирования промерзания грунта

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сокзз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено Об1278 (21) 2694917/23-33с присоединением заявки Йо -(51)М. Кл 3 С 01 и 33/24 С 01 М 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытИЙ(088.8,) Дата опубликоваиия описания 1711.80(72) Авторы изобретения Е. В. Лебедев, М. М. Юрганов и В. Я. Лапшин Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова(54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОМЕРЗАНИЯ ГРУНТА Изобретение относится к области экспериментальных исследований физико-механических процессов в .мерзлых горных породах. Может быть использовано в лабораторных и полевых установках, имитирующих процессы тепло- обмена мерзлотного пучения грунтов и факторы, влияющие на эти процессы,Известно устройство для моделйрования промерэания грунта, содержащее полый контейнер из теплоиэоляционного материала с образцом грунта и теплообменники для нагрева и охлаждения противоположных торцов образца грунта 11 15Создавая различные сочетания температур на концах образца, управляют температурным полем в образце и перемещают фронт промерзания.Известное устройство не обеспечи вает достаточной точности выполнения, программы перемещения фронта промерзания.Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования 25 промерзания грунта, содержащее контейнер с открытыми торцами и теплообменники для подогрева и охлаждения противоположных частей контейнера 2, При этом устройство содержит тепло-, 30 изоляционную перегородку заданной толщины и механизм перемещения этой перегородки вдоль контейнера.Недостатком устройства является наличие подвижной перегородки с приводом,что усложняет конструкцию устройства,.а также возможность управления распределением температуры в образце только в месте нахождениятеплоизоляционной перегородки.Целью изобретения является повы-шение точности управления распределением температуры в образце и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в,устройстве для моделирования промерзания грунта, содержащем контейнер с открытыми торцами и теплообменники для подогрева и охлаждения, контейнер выполнен из материала с теплопроводностью более 100 Вт/мк, причем площадь поперечного сечения стенок контейнера составляет 0,2- 1,0 от площади поперечного сечения образца грунта, а теплообменники установлены соответственно на противоположных торцах контейнера с перекрытием всего поперечного сечения последнего.На чертеже изображено устройство для моделирования промерзания грунта, . разрез.УстроЙствб содержит регулируемый криостат 1, регулируемый термостат 2, контейнер 3 из металла с высокой теплопроводностью, теплообменник 4 криостата, подсоединенный к торцу контейнера,теплообменник 5 криостата, подсоединенный к образцу грунта и к теплообменнику контейнера, Теплообменник б термостата, подсоединенный к гильзе и образцу грунта, образец 7 грунта, линию питания теплообменников 8, теплоиэоляционный кожух 9 и устройство 10 программного регулирования температуры теплоносителей криостата и термостата. Образец грунта помещают в контейнер, уплотняют в нем и закрывают теп. лообменником 5, с обеспечением плотного прилегания. Одновременно теплообменнику 5 обеспечено прилегание со скольжением по внутренней поверхности теплообменника 4, В теплообменники 4 и 5 подается теплоноситель, охлажденный до отрицательной темпе" 2 ф ратуРы. Одновременно в теплообменник б подается теплоноситель с положительной температурой, в результате чего в теле контейнера 3 через некоторое время устанавливаются равнораспре деленные градиенты температуры с граничньяи значениями на торцах гильзы, С некоторой задержкой такое же распределение температур устанавливается и в исследуемом образце. При 33 медленном смешении величины температуры теплоносителей соответственно будут меняться и температуры на торцах гильзы контейнера с образцом, и соответственно, в образцеПрограмма 40 изменения температуры хладо- и теплоносителей, и, следовательно, ее распределение в образце по времени задается либо автоматически, либо ручным способом в соответствии с программой исследований. При пучении образца теплообменник 5 приподнимается, проскальзывая в теплообменнике 4. Величина пучения фиксируется.Описываемое устройство моделирования промерзания грунтов позволяет точно контролировать положение фронта промерзания без применения мерзлотомеров или приспОсоблений визуального наблюдения, и, соответственно, относительно простыми средствами, управлять этим положением, а также поддерживать или непрерывно изменять толщину фронта промерэания,формула изобретенияУстройство для моделирования промерзания грунта, содержащее контейнер с открытыми торцами и теплообменники для подогрева и охлаждения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности управления распределением температуры в образце и упрощения устройства, контейнер выполнен из материала с теплопроводностью более 100 Вт/м к, причем площадь поперечного сечения стенок контейнера составляет 0,2-1,0от площади поперечного сечения образца грунта, а теплообменники установлены соответственно на противоположных торцах контейнера с перек"рытием всего поперечного сечения пос;леднего.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Экспериментальные исследованияпроцессов теплообмена в мерзлых горных порбдах, Сб. статей "Наука", М.,1972, с,. 20,2. Авторское свидетельство СССРР 53023 б, кл. З 01 М 33/24, 1974.ктоКовин ка П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная л Составитель Ю. ЛяминУлыбина Тех е А.Вабинец Тираж 1019ИПИ Государственногоо делам изобретений035 Иосква ЖР Подписноеомитета СССРоткрытийокая наб. . 4 5