Вычислительный прибор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11978158(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 18, 06, 81 (21) 3301408/18-24с присоединением заявки Й 9(23 Приоритет -Опубликовано 301182, Бюллетень йо 44Дата опубликования описания 30. 11.82М. Ки. С 06 С 1/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения СрЕднеаэиатское отделение Всесоюзного ордена Ледин)та,проектно-изь)скательского.и научно-исследовательскааинститута "Гидропроект" им. я.С. Жука(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫИ ПРИБОР С зв,к 15 ГДЕ СЗВ. к. До-.ддЕ о стальной обликовки;первого слоя бе"тона;первого слоя арматуры;Впаз второго слоя бетона; Изобретение относится к механическим средствам вычислительной техники и предназначено для использова ния при определении параметров не- установившихся режимов в гидроэнер 5 гетических установках гидроэлектростанций.Известна методика определения величины скорости распространения удар О ной волны в водоводе. По этой методике скорость ударной волны в водо- воде С определяется зависимостью скорость звука в жидкости (для воды колеблется в пределах 1403- 1532 и/с в зависимости от температуры и давления);коэффициент объемной упРуГости жидкоси (Ра вен 2 х 104 кгс/смв, если вода не содержит свободного воздуха (газа), характеризует сопротивляемость жидкости дефор- З маниям; Коац - КОЭФФИЦИЕНТ УПруГОСТИплощади водовода, характеризует сопротивляе-мость водовода деформациям.Значение Ксв для многослоЯного водовода определяется по следующей формуле: 1Ксеч - ("о+ В 1+ дт + В++ фа+ ВЗ+ д+ и)учитывающей коэффициенты упругости площади отдельных элементов водовода стальной облицовки первого, второго, третьего и т.д. слоев бетона, первого, второго, третьего и т.д. слоев арматуры, слоя цементации, породы), В формуле каждый иэ членов в скобках учитывает работу отдельныхслоев.второго слоя арматуры; третье6 тона;Ец Рп й./ЯЦслоя ц оя бе ентации,оды. денных, выражениях10йз,й - Радиусы стальной облицовки,слоев бето- .на,цементации и рас.положения арматуры,Ь- толщина стальнойоблицовкиплощадь сеченияф 2кольцевой арматурына 100 см длины;и р, - модули упругости и 2коэффициенты Пуассона отдельныхслоев.Вышеописанная методика требуетот исполнителя для определения величины скорости . распространения ударной волны в водоводе постоянного обращения к справочным источникамтак как эти формулы и зависимоститрудны для запоминания ), что сопряжено с значительной затратой времени при проведении расчетов.Это является существенным недостатком аналитического способа расчета величины скорости ударной волныв водоводе, затрудняющим и тормозящим процесс проектирования гидроэнергетических установок, снижающимего оперативность и.производительность,Известны приборы, содержащие плату со шкалами и графиками, рейсшинус кареткой, установленную на каретке вертикальную стойку, по которойперемещается бегунок.1 1 ) и Г 2).Эти приборы связаны с определенными объектами и предназначены длярешения конкретных задач, однаконе могут быть использованы для определения скорости ударной волны в водоводе. 50Наиболее близким по своим конструктивным признакам к предлагаемому является прибор для определенияпараметров гидротурбин, содержащийпланшет со шкалами и графиками, рейсшину, связанную двумя кулисами спланшетом, установленную на рейсшинекаретку с вертикальной стойкой, бегунок с визиром, установленный на стойке, и интерполятор 3). 60Однако известный прибор по своимконструктивным и текстуальным параметрам не может быть использовандля определения скорости ударнойволны в водоводе. В приве фофн 1 эН 0 30 О Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач за счет определения скорости распространенияударной волны в водоводе с полнымучетом конструктивных особенностейпоследнего.Поставленная цель достигаетсятем, что вычислительный прибор соРдержащий плату, на которой нанесена система шкал и графиков, рейсшину, связанную с помощью двух кулисс платой, каретку, установленную нарейсшине, снабжен линейкой со шкалой, установленной с возможностьюпродольного перемещения в пазахрейсшины, визирной скобой, установленной на каретке, и пластиной, выполненной в виде ромба, которая закреплена на каретке, причем одна издиагоналей ромба параллельна осирейсшины.На чертеже показано конструктивное выполнение прибора.Прибор состоит из платы 1, на лицевой стороне 2 которой нанесенасистема шкал и графиков, представляющая геометрическое отображениематематических выражений, определяющих величину скорости распространения ударной волны в водоводе. Плата имеет малый круговой выступ 3 и большой круговой выступ 4, центральные оси которых, соответственно 5 и б, соединены с верхней кулисой 7 и нижней кулисой 8, соединенные осями 9 и 10 с рейсшиной 11, Рейсшина 11 снабжена пазами 12 и 13, по которымперемещается каретка 14, имеющая установленный диагонально к рейсшине11 ромб 15, стороны 16 которого параллельные рассчетным сеткам графиков, что позволяет производить Фиксацию параметрических точек.На рейсшине 11, снабженной стопором 17, и каретке 14 установлена линейка 18, которая перемещается в пазах 19 и 20 рейсшины 11, а подпружиненная визирная скоба 21 перемещается в пазах 22 и 23 каретки 14 и может быть зафиксирована относительно каретки 14 и линейки 18 с фик сатором 24, На поверхности линейки 16 нанесена шкала значений К ч от(1 104 до 100,104В основу принципа работы прибора положено геометрическое отображение математических выражений, определяющих величину скорости распространения ударной волны в водоводе. Это отображение представляет собой расположенную на плате 1 систему шкал и графиков, где содержатся следующие зависимости:коэффициента Ао - упругости стальной обшивки от 0,5 ф 10 до 10 х 10;коэффициента А и А - упругостислоев арматуры от 0,1 ф 10 до 2 х 104;радиуса В сечений водовода от0,3 до 10 (м);толщины Ь стальной облицовки от10 до 100 ммплощади Г кольцевой арматуры ьаодин погонный метр водорода от 6 до300 ( см);модуля упругости Е 6 и Ец бетонаи цементаци от 3,110 до 6,5 хх 10 кгс смтолщинй. д слоя бетонной обделки,от,0,15 до 2;00 м;коэффициентов В и В - упругостислоев бетонной обделки от 0,410 фдо 5 ОФ 10+толщины Б слоя цементации от 3до 20 м;коэффициента Пуассона ц цементации от 0,167 до 0,3;цкоэффициента 0 упругости слоя цеглентации от 6104 до 7010,коэффициента Пуассона породы ,иот 0,2 до 0,3;модуля Еп упругости породы от,210до 1510 кгс.см 2;коэффициента И упругости породыот 20104 до 10040Ядве шкалы температуры воды св отОо 20 оС,две шкалы скорости С распростра-нения ударной волны в водоводе (длянапоров 10-250 м и 250-500 м ) от600 до 1400 м/с.На чертеже указаны марштуры, точки перелома которых обозначены строчными буквами русского алфавита, вконечном итоге определяющие скоростьраспространения ударной волны в во-.доводе, имеющем, например, следующие параметры: напор 200 м, температура воды +10 фС, радиус стальнойоблицовки 3 м, с толщиной 50 мм 7радиус слоя кольцевой арматуры 3,2 мс площадью на 1 погонный метр 90 см2толщина слоя бетонной обделки 0,40 ми слоя цементации 10 м, модульупругости породы, в которой проложен водовод 2,7 10 кгс/см ,а коэфФициент Пуассона породы - 0,2.Прибор используют следующим образом.Установив на лицевой стороне 2платы 1 рейсшину 11 и закрепив еестопором 17, подводят вертикальныйкрай каретки 14, совмещенный с краемвизирной скобы 21, к линии шкалы йи устанавливают начальное делениешкалы линейки 18 гранью визирнойскобы 21, передвигая линейку 18 порейсшине 11.Перемещают каретку 14 в положение отсчета, который осуществляетсяс помощью левой верхней стороны 16ромба 15, которая устанавливаетсяпо шкале Ь на значение 50 мм, С помощью вертикального края визирнойскобы 21 находят точку пересечения стороны 16 с горизонтальной ли 5 0 нией значения радиуса 3,0 м (линия а б), затем по вертикали б в производят отсчет значения коэффициента Ао.С помощью фиксатора 24 Фиксируется взаимное расположение к арет ки 14, скобы 21 и линейки 18, затем они совместно перемещаются влево по рейсшине 11 до совпадения края визирной скобы 21 с вертикальной гранью шкалы, являющейся началом следующего отсчета. Освобождаетсякрепление фиксатора 24.Аналогично делается отсчет величины коэффициента упругости ( см. д),вновь закрепляется Фиксатором 24взаимное расположение каретки 14,скобы 21, линейки 16 н совместносдвигается линейка 18, каретка 14и скоба 21 в начало отсчета. Приэтом на линейке 18 в створе началаотсчета по шкале указывается суммарная величина двух отсчитанныхкоэффициентов упругости.Таким образом, аналогично используя каретку 14, стороны ромба 15,а также визирную скобу 21, линейку 18 и Фиксатор 24 по указанным выше параметрам водовода производят,следующие отсчеты:по марштуру где на шкале А и ЗО А - величину 0,48104 коэффициентауйругости слоя арматуры;по маршруту жзнклм на шкале В,коэффцйента упругости бетонной обделки; Э 5 по маршруту: НОПрстуф на шкале 6 - величину 3,25 104:коэффициента упругости слоя цементации;по маршруту хцч на шкале й - величину 20 х 104 коэффициента упругос ти породы.В результате этих операций припоследнем отсчете против грани .ризирной скобы 21 на шкале линейки 18получают суммарное значение 2 Квч48,7 х 104 коэфФициента упругостисечения водовода.Установив вертикальный срез каретки 14 на шкале 2 Ке в точке ш,соответствующей величине 48,7104суммарного коэффициента упругостисечения водовода, проводят линиюшэ до пересечения с горизонтальнойлинией графика, соответствующей значению температуры воды сов напоров10-250 м. Затем с помощью левой нижней стороны 16 ромба 15 в точке юшкалы С (м/с) получают значение скорости распространения, ударной волны в водоводе - 1150 м/с.Для исходных данных, отличных ф, от указанных в вышеприведенном примере, (необходимос помощью рейсшины 11, каретки 14, ромба 15, а также линейки 18; визирной скобы 21 ификсатора 24 пройти параллельным 65 курсом относительно указанных вьюемаршрутов в соответствии с заданными исходными величинами.Таким образом, предлагаеьвй прибор позволяет только на основании исходныХ данных без промежуточных вычислений определять скорость удель ной волны в водоводе, что, в свою очередь, обеспечивает снижение тру доемкости работ при проведении рас четов.0Формула изобретенияВычислительный прибор, содержащий плату, на которую нанесена сис тема шкал и графиков, рейсшину, связанную с помощью двух кулис с платой, каретку, установленную на рейсшине, о т л и ч а ю щ и й с я тем,чтос целью расширения класса решаеМцс задач, он снабжен линейкойсо шкалой, установленной с возможностью продольного перемещения в пазах рейсшины, визирной скобой, установленной на каретке; и пластиной,выполненной в виде ромба, котораязакреплена на каретке, причем однаиэ диагоналей ромба параллельнаоси рейсшины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 322211, кл. 6 06 С 1/16, 1934.2. Патент США 9 3774307,кл, С 06 С 1/16, опублик. 1970.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 3272854/24,кл. О 06 С 1/16, февраль 1981 (прототип).