Устройство для получения стратифицированной жидкости

 

Изобретение относиться к геофизической гидродинамике, геологии, производству полимеров. Цель изобретения - создание стратифицированной жидкости с любым (гладким ) профилем плотности в резервуаре любой формы Устройство состоит из двух сообщающихся сосудов, наполняемых перемешивающимися жидкостями различной плотности В сосуде с более легкой жидкостью распопожена мешалка, в другом сосуде помещено тело, площадь поперечного сечения которого-зависит от высоты 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСК.""

РЕСГ1УБЛИК (s11s G 01 N 9/14, В 01 Г 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2Р, .Фв!ИЯ (21) 4751375/26 (22) 23.10.89 (46) 23.12,91. Бюл, ¹ 47 (71) Институт физики атмосферь1 АН СССР (72) А.И,Батчаев (53) 532.529.2 (088.8) (56)."Известия АН СССР. Физика Атмосферы и Океана", 1986, т.22, ¹ 1, с. 3 — 9. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТРАТИФИЦИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к геофизической гидродинамике, геологии и производству полимеров, в частности к лабораторному моделированию процессов в атмосфере и океане гидродинамике, измерению плотности образцов минеральнбго сырья и различных синтетических веществ. и может быть использовано в технике гидродинамического эксперимента, а также для изменения плотности образцов различных веществ и разделения их на плотностные фракции.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет создания устойчиво стратифицированной жидкости с гладким требуемым профилем плотности в сосудах произвольной формы, На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сосуды с тяжелой жидкостью 1 и легкой жидкостью 2,тело

3 с переменной по высоте площадью поперечного сечения, мешалку 4, соедини-. тельные трубки 5, вентили 6 и 7, резервуар

8, в котором получается статифицированная жидкость.

»5U» 1700443 А1 (57) Изобретение относиться к геофизической гидродинамике, геологии, производству полимеров, Цель изобретения — создание стратифицированной 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 и:.мещено тело, площадь попеоечного сечения которого зависит от высоты. 1 ил.

Устройство работает следующим образом.

Включается мешалка 4, за:ем последовательно открываются вентили б и 7. Плоткость жидкости, поступающей из сосуда 2 в резервуар, в начальный момент времени равна p.- 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 се ения столба жидкости в сосуде 1 от высоты. Поступающая в резервуар 8 жидкость вытесняет содержащуюся там более легкую жидкость, занимая нижний слой. При окончании заливки создается устойчиво сгратифицированная жидкость, плотность верхнего и нижнего слоя которой равна соответственно pz ир;. Профиль плотности жидкости в резервуаре 8 зависит как от ..онфигурации тела 3. определяющей завопи

1700443

3и

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 чиво стратифицированной жидкости с экс поненциальным профилем плотности нужно вертикально расположить в сосуде 2 ,: тело 3 (чертеж).

Допустим, что сосуды 1 и 2 одинаковые, ! So — площадь поперечного сечения сосудов, .S(z) — площадь поперечного сечения тела 3, зависящая от вертикальной координаты.

i Пусть в некоторый момент времени высота столба жидкости в сосуде 2 равна Lz, а плотность p(Lz).Тогда высота столба жидко сти в сосуде I Lz p(Lz)/р1, Через некоторый промежуток времени уровень жидкости в, сосуде 2 опускается на Л L, а плотность при этом увеличивается на некоторую вели чину Лр=р (L2-6 L)-р (Ы2),Зто связано 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 вЂ” — ) — () — h Е.) Р (-.

Р1 Р1

8еличина приращения плотности Лр зависит от количества поступившего из сосуда 1 тяжелой жидкости, При одинаковых изменениях высоты столба жидкости Л L приращения плотности Ло в сосуде 2 на различных уровн,х неодинаковы и определяются соответствующими значениями величины Я(1 ). Отсюда, так как жидкость из сосуда 2 непрерывно поступает в резервуар 8, то в поеделах

Л L -+О имеем, что вертикальный градиент плотности на любом уровне столба жидкости в резервуаре 8 определяется соответствующим значением S(L), Таким образом, в процессе заливки плотность жидкости в сосуде 2 постепенно

30 повышается и от начально о значения рр достигает в конце залива предельного значения р1, а промежуточные значения р (L) определяются зависимость о S(L). Б результате столб жидкости в резервуаре 8 меет плотностьр на верхнем и р1 на нижнем слоях, а профиль плотности также определяется функцией S(L), 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 -ечений, Поцнимается эффективность использования стратифицированной жидкости в традиционной области применен я, 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 воэможност:. варьирования профиля плотности в зависимости от конкретной цели, Стра гифицированную жицкасть с требуемым профилем плотности можно создать в резервуарах любой формы, удобных в эксплуатации, Формула изобретения устройство для получения стратифицированной жидкости, содержащее два сообщающихся сосуда, в одном иэ 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 беэ мев. алки снабжен телом с переменной по высоте площадью поперечного сечения, 1700443

Составитель Г. Ольшанская

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Э. Слиган

Редактор И. Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4462 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5