Устройство для моделирования турбулентных областей в стратифицированной жидкости

ОЮЗ СОВЕТСК ОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК 09 В 23/1 Я 14 ЕТЕНИЯ ВУ жи кос Н УС шево икишов Месйапсалоп. сз. Чо 1.1969,(54) УСТРОЙСТВО ТУРБУЛЕНТНЫХ ОБ РОВАННОЙ ЖИДКОС (57) Иэобретени ния процессов, .ти, а именно мо ,ных областей в жидкости. Целью следов касается и роисходящих елирования тратифициро изобретения в жидкосурбулентанной ляетс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛ(56) допгпа 1 оГ Р 1 иЫ35, рагс. 3. Сгеас Вг 3.р. 53 1-544,ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕЙ В СТРАТИФИЦИвышение качества моделирования проссов турбулентного перемешивания устойчиво стратифицированнои дти. Прозрачный поток с одной или сдвух противолежащих сторон сообщаетсяс прозрачным баком. В лотке с возможностью перемещения к бакам и от нихрасположен ограничивающий цилиндрдля моделирования дополнительногопотока, который может состоять издвух частей. В цилиндре расположеннож, совершающий возвратно-поступательное и вращательное движения. После перемешивания объема, заключенногов цилиндре, последний вместе с ножомвыводят из лотка в бак и исследуютвзаимодействие потоков, Для моделирования неустойчивых течений используют ограничивающий цилиндр эллиптической формы, 2 з.п, ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к созданиюсредств изучения процесов, происходящих в жидкости, посредством научного моделирования изучаемых явлений иможет быть использовано для лабораторного моделирования процессов тепломаесопереноса и взаимодействиявнутренних волн с гидрофизическими,полями океана с целью разработки ме Отодов долгосрочного прогнозированиясостояния системы океан-атмосФера.Целью изобретения является повышение качества моделирования процессовтурбулентного перемешивания устойчиво стратифицированной жидкости.На фиг. 1 схематично изображенопредлагаемое устройство; на Фиг 2 -то же, с двумя баками и ограничивающим цилиндром из двух частей. 20В лоток 1 с прозрачными стенками,заполненный жидкостью, моделирующейосновной поток, помещен в определенном условиями эксперимента месте,например в центре лотка, тонкостен. ный круговой цилиндр 2, внутри которого расположен плоский нож 3, У одной из боковых стенок цилиндра в местевыхода ограничивающего цилиндра иэлотка имеется прозрачный бак 4во- ЗОдой,Ограничивающий тонкостенный цилиндр и устройство перемешивания могут быть выполнены из двух частей,Имеется два бака 4 с водой с двухпротивоположных боковых сторон лотка.В баках 4 находится жидкость 5 тойже стратификации, что и в лоткеУстройство работает следующим образом. 40После заполнения лотка 1 и бака4 жидкостью 5 требуемой стратификации цилиндр 2 с находяшимся внутринего ножом 3 вводится через боковуюстенку в лоток 1 в предусмотренноеусловиями эксперимента место. Внутрьцилиндра 2 для визуализации эксперимента вводится краситель.Плоский нож 3 в зависимости отцелей и задач эксперимента совершает колебательные или вращательныедвижения относительно своей продольной оси внутри ограничивающего цилиндра, перемешивая окрашенную жидкость и генерируя турбулентность какс наличием закрутки так и без нее,Скорость вращения или частота колебаний ножа 3, а также продолжительность перемешивания задаются из уев ловий эксперимента. 11 о окончании перемешивания цилиндр 2 одновременно сножом 3 убирается через боковую стенку лотка 1 в бак 4,Если ограничивающий тонкостенныйцилиндр 2 выполнен иэ двух равныхплотно стыкующихся частей (фиг, 2),то принципиальная схема работы устройства и условия перемешивания окрашенной жидкости, находящейся внутрицилиндра, не изменяются. При постоянной ширине лотка 1 и скорости выводачастей цилиндра 2 и ножей 3 вдвое сокращается время вывода частей цилиндра из лотка, что позволяет получитьболее качественные результаты моделирования турбулентной области, котораягенерируется внутри ограничивающегоцилиндра. Скорость вывода цилиндра 2из лотка 1 должна быть постоянна ивыбирается с учетом целей и задач эксперимента и масштабного эффекта моделирующей установки.Горизонтальное расположение ограничивающей цилиндрической поверхностипозволяет более точно моделироватьпроцессы перемешивания, происходящиев океане, выполнение цилиндра тонкостенным, а устройства перемешиванияв виде плоского ножа позволйет добиваться минимального искажения полученной области перемешивания при выводе их из лотка,Выполнение ограничивающего цилиндра с основанием в виде круга позволяет отработать методику и изучить основные процессы и явления, происходящие в мировом океане при взаимодействии внутренних вопи с его гидрофизическими полями, Некруговой ограничивающий цилиндр позволяет моделировать более широкий класс реаль" ных процессов,так как области перемешивания, возникающие в результате неустойчивости течений и внутренних волн, имеют, в основном, сплющенную Форму,Выполнение ограничивающего цилиндра и устройства перемешивания в виде двух половинок позволяет расширить лоток и тем самым уменьшить трение о боковые стенки, Кроме того, при одной и той же ширине лотка позволяет лучше сохранить симметричность формы перемешиваемой области по го- ризонталиформула изобретения 1. Устройство для моделирования турбулентных областей в стратифици 5 рованной жидкости, содержащее прозрачный прямоугольный лоток с жидкостью, моделирующей основной поток, бак с водой, сообщающийся и смежный с лотком, и ограничивающий цилиндр для 10 моделирования дополнительного потока, внутри которого расположен с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения перемешивающий жидкость элемент, о т л и ч а ю - 15 щ е е с я тем, что, с целью повышения качества моделирования процессов турбулентного перемешивания устойчиво стратифицированной жидкости, ограничивающий цилиндр расположен 20 горизонтально в зоне расположения стенки бака, смежной со стенкой лотка, и с возможностью перемещения вдоль бака и поперек лотка одновременно с перемещением перемешивающего жидкость элемента, при этом последний выполнен в виде плоского ножа, а бак выполнен из прозрачного материала.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с, я тем, что ограничивающий цилиндр имеет в поперечном сечении эллиптическую форму. 3. Устройство по п, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет дополнительный прозрачный сообщающийся с лотком бак с водой, противолежащий основному баку, и дополнительный нож, при этом цилиндр состо-ит из двух одинаковых плотно стыкующихся частей, установленных с возможностью перемещения в противолежащие баки и несущих заключенные в себе ножи.1396155 Р.ужвийык Составител Техред М.Д ректор В.Гирняк едакт ежнина 459 одписно мит открытииая наб д ул. Проектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприят жго иь МЗаказ 2498/51 ТВНИИПИПО ДЕ113035, Мс Государ .лам изо :сква, Ж венногоетений5, Рауш