Бассейн

 

Назначение изобретения: область технических средств экспериментальной гидромеханики стратифицированной жидкости , создающейся на основе солевых растворов и пресной воды. Сущность изобретения: бассейн снабжен емкостью, заполненной двухслойной стратифицированной жидкостью, разделительной пленкой с перетягивающими шнурами, направляющими для шнуров и пленки, неподвижными стойками для закрепления и перемещения направляющих, трособлочным механизмом. Кроме того, для устранения влияния выступающих частей бассейна на движение стратифицированной жидкости предусмотрена установка прозрачных пленок, перекрывающих стенки бассейна вертикально вверх и вниз от направляющих. Пленки натянуты набором цилиндрических отвесов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 M 10/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О О

О

О (21) 4927551/11 (22) 15.02.91 (46) 23.01,93. Бюл. N. 3 (72) Ю.В, Пыльнев, Ю.В. Разумеенко и М.Ю.

Шумаев (56) Пыльнев Ю.B. и др. Экспериментальная установка для исследования влияния стратификации и внутренних волн на гидродинамические характеристики движущихся и колеблющихся погруженных тел, — Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенствование средств и методов экспериментальной гидромеханики судна для развития научного прогресса в судостроении. — Л,: Судостроение, 1988. (54) БАССЕЙН (57) Назначение изобретения: область технических средств экспериментальной гидИзобретение относится к техническим средствам экспериментальной гидромеханики стратифицированной жидкости, создающейся на основе солевых растворов и пресной воды, Оно существенно повышает стабильность двухслойной стратификации, экономит расход соли, сокращает время проведения опытов, Известно устройство ollb)ToaorQ бассейна со стратифицированной жидкостью на основе температурной стратификации. Оно позволяет достаточно качественно моделировать заданную стратификацию, но имеет ряд существенных недостатков: устройство имеет большую стоимость; на подготовку устройства требуется определенное время; устройство неэкономично (потребление электроэнергии) и создает неблагоприятные температурные и влажностные условия. Ы 1789900 А1 ромеханики стрэтифицированной жидкости, создающейся на основе солееых растворов и пресной воды, Сущность изобретения: бассейн снабжен емкостью, заполненной двухслойной стратифициро- ванной жидкостью, разделительной пленкой с перетягивэющими шнурами, направляющими для шнуров и пленки, неподвижными стойками для закрепления и перемещения направляющих, трособлочным механизмом. Кроме того, для устранения влияния выступающих частей бассейна на движение стратифицированной жидкости предусмотрена установка прозрачных пленок. перекрывающих стенки бассейна вертикально вверх и вниз от направляющих.

Пленки натянуты набором цилиндрических отвесов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил, в помещении. Данный способ создания стратификации характерен непрерывной конвекцией между слоями.

Известно устройство опытового бассейна со стратифицированной жидкостью на основе несмешивающихся жидкостей. Оно позволяет очень качественно моделировать двухслойную стратификацию, но имеет ряд существенных недостатков: дее несмешивающиеся жидкости имеют либо большую стоимость, либо, как правило, одна иэ жидкостей ядовита, что делает опасным ее применение в больших объемах внутри закрытых помещений. Смена такой жидкости и ее выброс создает определенные проблемы, связанные с экологией.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являются стратифицировэнные бассейны, создаваемые нэ

1789900

3 4 основе растворов соли, сахара и т. д. и пленки 4 между слоями при изменении их пресной воды, Такой бассейн прост в тех- толщин направляющие 5 могут устанавлиническом исполнении, безопасен в обслу- ваться на разной высоте неподвижных стоживании и обеспечивает надежную работу ек 9 при помощи шпилечных соединений 10. и электрическую и визуальную(в случае под- 5 На фиг. 2 изображено устройство крепкрашивания слоев) регистрацию парамет- ления пленки 4 к перетягивающему шнуру ров среды, в том числе и внутренних волн. 11; Шнур выбирается диаметром 3 мм и своНедостатком Нкбго оФытового бассейна яв- бодно скользит в направляющих 5, которые ляется то",что в neôÕî34Ìêäó проведения- имеют горизонтальную прорезь по всей ми опытов " hройсходит диффузия, "0 длине размером 1,5 мм для прохода развследствие которой граница раствора и пре- делительной пленки. Два перетягивающих сной воды размывается и изменяет перепад шнура 11 с обоих концов неподвижно креплотности, что отрицательно сказывается пятся к барабанам 7. Часть длины шнуров на воспроизводстве результатов. Для вос- не перекрыта пленкой. должна быть не становления качественной границы раздела "5 менее длины бассейна плюс высота бассейприходится удалять верхний слой пресной на, плюс длина на крепление к барабану, воды и добавлять в раствор соль до необхо- Такая конструкция обеспечивает установку димой соленостй, затем по специальной пленки и ее удлинение посредством врэщетехйологии зэлйвать пресйую воду; что тре- ния барабанов 7. бует значительных затрат времени. Таким 20 На фиг. 3 изображено устройство, устобразом расхбдуетсяcoлb иуудлиняетсявре- раняющее влияние выступающих частей мя проведения опытов, бассейна на движение стратифицированЦель йзобретения — существенное по- ной жидкости, Оно состоит из верхних 12 и вышение стабильности двухслойной страти- нижних 14 прозрачных пленок, которые одфикации, экономия соли и времени 25 ним концом прикреплены к направляющим и роведения серии экспериментов за счет 5 по всей длине, а с помощью цилиндричемеханического разделения двух слоев жид- ских отвесов 13 и 15 натянуты B вертикалькости(солевой раствор и пресная вода) спе- ном направлении и закрывают все циальной пленкой во время, когда не выступающие части (узлы монтажа стенок, проводятся опыты. 30 неподвижные стойки 9, направляющие 5).

Указанная цель достигается тем, что в На цилиндрических отвесах 13 и 15 намотапериод между проведением опытов два на часть пленки и установлены специальные слоя жидкости разделяет пленка (прозрач- зажимы. Такое устройство позволяет переная или непрозрачная), котбрэя крепится нэ крывать выступающие части в случае изменеспециальные направляющие. закреплен- 35 ния высоты расположения направляющих 5 ные на стенках бассейна, выполненные с при изменении толщин слоев. возможностью установки на необходимом Стратифицированный бассейн работагоризонте и оперативной установке и удале- ет следующим образом, нию разделительной пленки. В емкость 1 до необходимого уровня

На фиг. 1 изображен стратифицирован- 40 заливается вода и с помощью соли или саный бассейн; на фиг. 2 — конструкция соеди- хара достигается заданная плотность слоя 2. не ни я перетягиваю щего ш нура и Сверху солевого(сахарного) раствора залива. разделительной пленки; на фиг. 3 — устрой- ется тонким слоем подкрашенная жидкость ство, устраняящее влияние выступающих имеющая плотность р =0,5 р> +р ) толчастей бассейна на движение стратифици- 45 щиной 0,5 — 1 см. На неподвижные стойки 9 рованной жйдкости, . нэд подкрашенным слоем воды крепятся

Стратифицированный бассейн содер- направляющие 5, С помощью зажимов нэ жит емкость 1 с"прозрачными стенками, в цилиндрических отвесах 13 и 15 устанавликоторую заливается нижний слой 2 соленой вается необходимая длина пленок 12 и 14 воды плотностью р, верхний слой 3 пре- 50 соответственно. Цилиндрические отвесы 15 сной воды плотностью р1 и тонкий проме- с пленкой 14 опускаются нэ дно, таким.обжуточный слой (толщиной 0,5 — 1 см), разом, чтобы пленки были иэтянуты вертиподкрашенной воды плотностью рср = 0,5х кально вниз, Пленки 12 с помощью отвесов х(р +р ), Нэд промежуточным слоем распо- 13 устанавливаются вертикально вверх, Полагается разделительная пленка 4, которая 55 средством вращения одного из барабанов 7 может двигаться в направляющих 5. Для за рукоятку 8 приходят в движение перетяпередвижения пленки предусмотрены вали- гивающие шнуры 11 по направляющим 5 и ки 6, барабаны 7 с рукоятками 8. Для воз- валикам 6 и устанавливается по всей длине можности установки разделительной бассейна разделительная пленка 4, На по- .

1789900 верхность разделительной пленки заливается пресная вода. Непосредственно перед экспериментом, вращением одного из барабанов 7 разделительная пленка 4 убирается. после чего стратифицированный бассейн готов к работе. B нем устанавливаются модели, волнографы, другая необходимая аппаратура. По завершению экспериментов и удалению моделей и annaратуры вновь устанавливается разделительная пленка на время между проведениями экспериментов. При необходимости изменить высоту слоя солевого (сахарного) раствора, удаляется верхний слой пресной воды, сматывается на барабан разделительная пленка, направляющие поднимаются или опускаются на необходимый уровень, готовится нижний слой жидкости. Затем таким же образом промежуточный и верхний слой.

Формула изобретения

1. Бассейн, включающий в себя емкость со стратифицированной жидкостью, волнопродуктор; волногаситель и датчики для измерения характеристик внутренних волн, отличающийся тем, что. с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен устройством для разделения слоев жидкости, включающим в себя герметичную разделительную пленку, направляющие и трособлочный механизм, при этом упомянутая разделительная пленка усОписанное выше устройство стратифицированного бассейна позволяет повысить стабильность характеристик двухслойной среды, что позволяет использовать результаты опы5 тов, сделанных в разное время. Этим повышается точность получаемых экспериментальных зависимостей, например от частоты и амплитуды внутренних волн, Кроме того предложенная конструкция позволяет экономить расход

10 соли (сахара), так как в результате естественной диффузии граница раздела размывается, соль переходит в верхний слой. Чтобы опять сделать близкую к двухслойной стратификацию, приходится промежуточный слой уда15 лять, а потом доливать сверху пресную воду, При этом каждый раз теряется 7-10;4 первоначального количества соли (сахара). Особенно большая потеря соли происходит при длительном бездействии бассейна.

25 тановлена в направляющих с воэможностью ее перемещения в горизонтальной плоскости посредством трособлочного механизма. а каждая упомянутая направляющая установлена на неподвижных стойках с

30 возможностью ее перемещения по высоте.

2. Бассейн по и. 1, отл и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен верхней и нижней герметичными пленками, каждая из которых установлена по периметру боковых сте35 нок и одной своей кромкой прикреплена к соответствующей ей направляющей.

1789900 клейка и термоо5рабояка

Составитель Ю.Разумеенко

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Т,Палий

Редактор E.Ïàëèoíoâà

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

Заказ 346 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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