Устройство для исследования гидродинамической неустойчивости тэйлора

 

Изобретение относится к области гидродинамики. Целью его является расширение функн.иональньгх возможностей устройства. Цель достигается тем. что в устройстве для исследования гидродинамической неустойчивости Тэйлора, содержащем размещенный в кожухе оабочий орган, установленный на валу, связанном с приводом вращения, приспособление для подачи на рабочий орган исследуемой жидкости и регистратор , рабочий орган вьтолнен в виде диска, снабженного концентрическими ребрами, у основания которых с внутренней стороны на диске выполнены отверстия, вал установлен вертикаль, но 5 а приспособление для подачи исследуемой жидкости установлено с внешней стороны концентрических ребер. Кроме того, поверхность диска вьтолнена из материалов с различными коэффициентами смачивания, а приспособление для подачи жидкости выполнено в виде контейнера с закрепленным на нем колесом, ребро которого имеет желоб . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. ю (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1504 " О! " 11!!4

ГОГУДАРСТНЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР! !Тий (2 l ) 3780951/24-25 (22} 03.07.84

{46) 15.06.86. Бюл. Р 22 (7)) Всесоюзный научно †исследовател ский и проектный институт Теплопроект (/2) A. Е. Кулаго, А. М. Пичков, В. П. Мясникon, В. Я. Шкадов и В. E. Епихин (53) 532.!37(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

М 667868, кл. С! О! 1I )1/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

744326, кл. G 01 И 33/38, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ

ТЭЙЛОРА

{57) Изобретение относится к области гидродинамики. Целью его является расширение функциональных возможностей устройства. Цель достигается тем, что в устройстве для исследования гидродинамической неустойчивости Тэйлора, содержащем размещенный в кожухе рабочий орган, установленный на валу, связанном с приводом вращения, приспособление для подачи на рабочий орган исследуемой жидкости и регистратор, рабочий орган выполнен в виде диска. снабженного концентрическими ребрами, у основания которых с внутренней стороны на диске выполнены отверстия„ вал установлен вертикаль-. но, а приспособление для подачи исследуемой жидкости установлено с внешней стороны концентрических ребер.

Кроме того, поверхность диска выполнена из материалов с различными коэффициентами смачивания, а приспособление для подачи жидкости выполнено в виде контейнера с закрепленным на нем колесом, ребро которого имеет желоб. 2 з.п. ф — лы, 3 ил.

1237954 2

Изобретение относится к гидродинамике и может быть использовано для исследования гидродинамической неустойчивос.ти Тэйлора для совершенствования процессов производства волокнистых материалов из расплавов в промышленности теплоизоляционньгх материалов, металлургии и пищевой промьппленности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обесПечения измерения распределения струй по размерам в процессе нарушения гидродинамической устойчивости и зависимости этого распределения от окружной скорости.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для исследования гидродинамической неустойчивости Тэйлора; на фиг, 2 — то же, вид сверху, на фиг. 3 — приспособление для подачи исследуемой жидкости на вращающийся рабочий орган. устройство для исследования гидродинамической неустойчивости Тэйлора включает вращающийся рабочий орган, выполненный в виде диска l, установленный на вертикальном валу 2, электродвигателя 3 с регулятором 4 числа оборотов. Рабочая плоскость диска снабжена концентрическими ребрами 5, у основания которых с внутренней стороны на диске 1 расположены дренажные отверстия 6, причем диск размещен в кожухе 7, снабженном крышкой 8 с отверстиями 9 для фиксации приспособления для подачи исследуемой жидкости на вращающийся рабочий орган, выполненный в виде контейнера

10 с закрепленным на нем колесом 11, ребро которого имеет желоб. При этом поверхность диска выполнена из материапов с различными коэффициентами смачивания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Колесо ll, ребро которого имеет желоб, закрепляют в одном из отверстий 9 крьппки 8 так, чтобы при установке крышки 8 на кожух 7 колесо 11 катилось по диску 1 с внешней стороны одного из концентрических ребер, например расположенного у края дис= ка, Наполнив исследуемой жидкостью, например глицерином, контейнер 10, закрепляют его над колесом 11. Подавая исследуемую жидкость из контейнера 1О на колесо 11, заполняют жеЗатем, ув еличив ая число оборотов вращения диска, например, . до

500 об/мин и более, вновь останавлиЗО вая диск, аналогично фиксируют развитие распада колец исследуемой жидкос— ти на диске.

С увеличением числа оборотов с внешней стороны колец жидкости появляются всплески, свидетельствующие о нарушении гидродинамической устойчивости жидкости и расположенные на равных расстояниях друг от друга, которые при дальнейшем увеличении числа оборогов диска вытягиваются в

4О струйки. Возможные излишки нанесенной жидкости, достигнув концентрических ребер, отводятся через отверстия

6 в диске l, не искажая картины гидродинамияеского нарушения колец иссле45 дуемои жидкости, расположенных на больших расстояниях от центра диска.

Измеряя расстояние между всплесками, диаметр и длину образовавшихся струй, определяют длину волны возмущения исследуемой жидкости, диаметр и длину струй, которые позволя— ют определить или уточнить основные закономерности гидродинамической неустойчивости Тэйлора.

55 Вместе с тем результаты экспериментальных исследований, выполненных на предложенном устройстве, необходимы для установления экспери5

2О

25 лоб колеса исследуемой жидкостью и, вращая диск со скоростью 1 -? об./мин, наносят исследуемую жидкость на диск в виде концентрического равномерного кольца.

Поочередно устанавливая приспособление для подачи жидкости на диск в другие отверстия 9 в крышке 8, аналогично наносят исследуемую жидкость

B виде равномерного концентрического кольца в средней и центральной частях диска. После нанесения исследуемой жидкости на диск контейнер

10 и колесо 11 демонтируются, а крьппка 8 вновь устанавливается на кожух 7.

Включая электродвигатель 3, с помощью регулятора числа оборотов 4 увеличивают число оборотов вращения диска до 100 об./мин. Затем плавно останавливают диск, фиксируют„ например, фотографированием начало нарушения гидродинамической устойчивости исследуемой жидкости, нанесенной в виде равномерных колец.

1237954 4

Тэйлора, содержащее размещенный в кожухе рабочий орган, установленный на валу, связанном с приводом вращения, приспособление для подачи на рабочий орган исследуемой жидкости и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерения

10 распределения струй по размерам в процессе нарушения гидродинамической устойчивости и зависимости этого распределения от окружной скорости, рабочий орган выполнен в виде диска, 15 снабженного концентрическими ребрами, у основания которых с внутренней стороны на диске выполнены отверстия, вал установлен вертикально, а приспособление для подачи на рабочий орган исследуемой жидкости установлено с внешней стороны концентрических ребер. за исследуемым процессом.

Предлагаемое устройство позволяет исследовать динамику нарушения гидро— динамической устойчивости жидкости на плоскости в процессе нарастания центробежной силы при фиксированных скоростях вращения.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования гидродинамической неустойчивости.мент альных фо рмул диаметра и длины волокна в производстве волокнистых материалов в зависимости от физико— механических свойств исследуемых материалов и технологических параметров производства.

Предлагаемое устройство позволяет проверить экспериментальную теорию гидродинамического распада жидкости на диске и проследить эа динамикой этого процесса.

Применяя диски с поверхностью из различных материалов, например из алюминия, органического стекла и стали, расположенных в виде равных по площади секторов, аналогично исследуют влияние коэффициента смачивания жидкости на процесс распада.

Исследование влияния поверхностно активных веществ (IIAB) на распад жид кости осуществляют введением в пространство, ограниченное диском 1, кожухом 7 и крышкой 8, ПАВ в виде аэрозоля в различных соотношениях для создания заданной концентрации

ПАВ над диском.

Выполнение отдельных узлов устройства прозрачными, например из органического стекла, обеспечивает .воэможность визуального наблюдения

2. Устройство по п. 1, о т л и— .ч а ю щ е е с я тем, что поверхность диска выполнена из материалов с различными коэффициентами смачивания.

3. Устроиство по и. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности исследований за счет обеспечения равномерности нанесения исследуемой жидкости на поверхность рабочего органа, приспособление для подачи на рабочий орган исследуемой жидкости выполнено в виде контейнера с закрепленным на нем колесом, ребро которого имеет желоб. у//

Г о с т ав и т Г-.-н I i,. К р у т н н

Редактор Н. 11выдкая Техред Р.Kgлыр Ес ppc ктор Г, -апаше тннк

Заказ 328!/43 Тнрая; 7 ° 8 ГI с д н в о:-

ВИИИПИ Государственного ко;.нт=.тл С .,СГ по делам нао6ретеннй н ст„рк-:л::.й

1 1 3035, Москва, Ж-35, Ряупск нн нн:? д - (Производственно полнвряфннеское пое,пllp;ii I ; —. .. . Уэ) .7 овод р ъл, Поое "i ii н