Способ определения коэффициента скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры в лабораторных условиях

 

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет совмещения изменения волнового давления на элемент с измерением скорости волнового потока в исследуемом месте элемента. Два тензометрических датчика типа механотрона располагают на противоположных сторонах по отношению к продольной оси симметрии элемента в плоскости, перпендикулярной продольной оси элемента. Производят монтаж измерительной секции на элементе таким образом, чтобы тензометрические и мембранные датчики располагались в одной плоскости. К чувствительным элементам тензометрических датчиков прикрепляют перпендикулярно к ним пластинки, площадь которых составляет 20÷30 мм 2. Оси чувствительных элементов располагают параллельно лучу распространения волны. Закрепляют элемент в лотке. Генерируют в лотке течение потока воды с заданными скоростями. Тарируют тензометрические датчики по скорости потока воды, после чего генерируют волны, высотой в 15 раз и более превышающие диаметр элемента. Одновременно снимают показания датчиков и определяют коэффициент скоростного сопротивления элемента. Способ позволяет с высокой точностью определить коэффициент скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры путем получения скоростной составляющей удельного давления на элемент. 3 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

j>I)$ Е 02 В 17/00 угуig

ЛЯГ "Цб

Г :,:! г!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21 ) 44 9334 9/23-1 5 (22) 1 1 . 07. 88 (46) 07.07.90. Бюл. N 25 (71) Центральньгй научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н.П.Мельникова (72) К.В.Поляк, М.А.Гусев, О.M.Âàí÷aãoâ и В.Н.Жулин (53) 627. 2 (088.8) (56) Халфин И.!!!.Лабораторные исследования затухания по .глубине скоростей при регулярном и нерегулярном волнении. Труды координаггионных совещаний по гидротехнике, вып.75, 1 972, с.64-68.

Chakrabarti S.Ê., Таш W.À ., Gvoss

and Local wave loads and large vertical cylinder — theory and experiment. — Annu. 0ffshove Technol.Conf.

Houston. Тех ., 1 973, Prepr . Уо1 .1, Dallas. (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

СКОРОСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА

ГЛУБОКОВОДНОЙ ОПОРЫ В ЛАБОРАТОРНЫХ

УСЛОВИЯХ

57) Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения — повьш ение эфФективности способа за счет совмешения изменения волнового .давления на эле- . мент с измерением скорости волнового ..

Изобретение относится к строительству морских нефтегазопромысловых платформ и может быть использовано при модельных исследованиях элементов платформ в лабораторных условиях.

„„ЯО„„76658 А 1

2 потока в исследуемом месте элемента, Два тензометрических датчика типа механотрона располагают на противоположных сторонах по отношению к продольной оси симметрии элемента, в плоскости, перпендикулярной продольной оси элемента. Производят мочтаж измерительной секции на элементе таким образом, чтобы тензометрические и мембранные датчики располагались в одйой плоскости. К чувствительным элементам тензометрических датчиков прикрепляют перпендикулярно к ним пластинки, площадь которых составляет

20-30 мм.. Оси чувствительных элементов располагают параллельно лучу распространения волны. Закрепляют элеЩ мент в лотке. Генерируют в лотке течение потока воды с заданными скоростями. Тариртмт теиеометриеесаие дат- (, чики по скорости потока воды, после чего генерируют волны высотой, в

15 раз и более превышающие диаметр элемента. Одновременно снимают пока- > зания датчиков и определяют коэффи- «р циент скоростного сопротивления элемента. Способ позволяет с высокой „ точностью определить коэффициент скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры путем получения скоростной составляющей удельного дав- «<© ления на элемент 3 ил

Цель изобретения — повышение эфФективности способа за счет совмещения измерения волнового давления на элемент с измерением скорости волнового потока в исследуемом месте элемента.

15 6658 с,тями.

Коэффициент скоростного сопротивления традиционно определяется по уравнению Лаппо-Морисона, полученно«у при допущении пренебрежения размерами поперечного сечения элемента.

Размещение тензометрических датчиков

5 HB элементе совместно с измерительной секцией l, в которой также раз— мещены мембранные датчики 6, интегрированием показаний которых по периметру секции 1 определяют удельпую нагрузку на элемечт 2, позволяет в рамках указанного допущения, считать., что удельная нагрузка на элемент и скорость частиц жидкости измеряются в одной точке на оси расчетной схемы элемента 2.

Согласно известным способам лабораторных исследований скорость волнового потока измеряется с использованием скоростемеров типа вертушки.

Вертушка обладает большой инерционностью, что не позволяет ей реагирова гн на периодическое изменение направления скорости частиц воды при волновых движениях. Кроме того, вертушку невозможно расположить в том

35 месте, где измеряется удельное давление на элемент. Обычно она устанавливается в лотке в одном створе с элементом. Перечисленные факторы не позволяют обеспечить высокую точность синхронного измерения волнового давления и скорости частиц воды, а следовательно, и определения коэффициентов скоростного сопротивления эле45 ментов глубоководной опоры.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности результатов лабораторных исследований за счет совмещения Функций измерительной секции как установки, позволяющей определить скорость движения частиц воды и соответствунщую удельную нагрузку малоинерционными датчиками давления .

На Фиг.. 1 изображена схема лабор торной установки, на Фиг. 2 — разрез А-А на Фиг.l; на фиг. 3 — .разрез

Б-Б на Фиг, l . э

Способ осуществляется следующим образом.

Измерительная секция 1 монтируется на элементе 2. Последний должен быть помещен в лоток 3, который затем аполняют водой 4, Два тензоЧетричеких датчика 5 гипа механотрона расолагают на противоположных сторонах племен а в плоскости, перпендикулярНой продольной оси элемента. По периметру измерительной секции 1 в одной плоскости размещают датчики 6 ! давления мембранного типа. К чувст итель ным элементам те н з ода тчик о в в фиде усика прикрепляют перпендикулярНо к ним пластинки, площадь которых еоставляет 20-30 мм . Форма и размер

2 пластинок определяются допускаемой вер :ã .÷íîé нагрузки на тензодатчик и неооходимостью преобладания скорости составляющей волновой нагрузки. Iloсле этого элемент помещают в лоток и закрепляют его таким образом, чтобы

:.змерительная секция находилась под водой, а ось, вдоль которой расположены чувствительные элементы.тензодатчиков, была расположена параллель— но лучу распространения волн. Ло сок ". аГ олн яю т в одой, На следующем этапе в лотке генерируют течение потока воды с разными скоростями, при этом тарируют по величинам этих скоростей тензометрические датчики. Затем в лотке генерируют волны высотой, в 15 раз и более превышающие диаметр элемента. Одновременно снимают показания скорости с тензометрических датчиков и показания давления с мембранных датчиков, интегрируют эпюру давления по перимет ру измерительной секции, а затем, используя полученное значение удельной волновой нагрузки и замеренную скорость, получают величину коэффициента скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры.

Использование тензоме грических датчиков 5 позволяет определить скорость, даже если скоростная составляющая волновой нагрузки на исследу— емый элемент 2 не превышает 30% от суммарной, В этом случае вклад указанной составляющей, которая пропор- циональна квадрату скорости частиц жидкости, в нагрузку на пластинки чувствительного элемента тензометрического датчика 5 будет не меньше

98, что позволяет оттарировать указанные датчики по скорости, создавая в лотке 3 течения с различными скороФормула изобретения

Способ определения коэффициента скоростного сопротивлени элемента гл боководной опоры в лабораторных

5 157665 условиях, вклк чающий монтаж на элементе измерительной секции с установ1 ленными по ее периметру мембранными датчиками гидростатического давления, закрепление элемента с измерительной секцией в лотке, заполнение лотка водой, генерирование волновых колебаний, снятие показаний. датчиков и вычисление коэффициента скоростного сопротивления с использованием показаний мембранных датчиков, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности способа за счет совмещения измерения волновогс давления на элемент с измерением скорости волнового потока в исследуемом месте элемента, перед монтажом измерительной секции на исследуемом элементе глубоководной опоры на про- 2Q тивоположных сторонах по отношению к продольной оси симметрии элемента в плоскости, перпендикулярной продольной оси элемента, устанавливают тензометрические датчики типа меха-. 25

8 б нотронов, монтаж измерительной сек ции на элементе производят так, чтобы тензометрические и мембранные датчики были расположены в одной плоскости, закрепляют исследуемый элемент в лотке так, чтобы направление распространения генерируемых воли совпадало с осью, проходящей через тензометрические датчики, после чего к чувствительным элементам тензометрических датчиков перпендикулярно к ним прикрепляют пластинки, затем за- . полняют лоток водой и генерируют сначала в лотке течение потока воды с заданными скоростями и при этом тарируют тензометрические датчики по скорости потока воды, после чего в лотке генерируют волны, при этом снимают показания мембранных датчиков гидростатического давления и тензОметрических датчиков для вычисления коэффициента скоростного сопротивления в исследуемом месте элемента.

1576658

Нплра8леюе

ДОСПДОСПфО иуя ВОЛИ

Составитель Р. Бесчастнова

Техред Л..Сердюкова Корректор М.Малец

Редактор. А. Мотыль

Заказ 1835

Тираж 530

Г одписное

ВНИИПИ Государственного .омитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.1у...изводственно-издательский комбинат "Натент", г. Ужгород, ул„- Гагарина, 101