Учебная установка для проведения лабораторных работ по гидравлике

Авторы патента:

ТУЖИЛКИН АНАТОЛИЙ МАТВЕЕВИЧ

ХАЗАНОВ МИХАИЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ

ЗЛОБИН ЕВГЕНИЙ КОНСТАНТИНОВИЧ

БАБКИН ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ

G09B23/12 - жидкостей и газов

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и позволяет расширить диапазон решаемых задач при изучении работы водобойных колодцев и выборе их оптимальных размеров при сопряжении бьефов с различт 1ми расходами воды. Установка содержит лоток 1 с приемной 2 и отводящей 3 частями, модель водосливного сооружения 4, водобойный колодец 5, выпол- ; ненный в виде горизонтальной плиты : 6 к вертикальной пластины 7, прикрепленной снизу к кромке шшты б, средство изменения глубины потока, выполненное в виде вертикально расположе - ной перегородки 8, установленной поперек отводящей части 3 лотка с возможностью вертикального перемещения,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (51) 4 G 09 В 23/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.(21) 4282612/31-12 (22) 13.07.87 (46) 28.02.89. Бюл. У 8 (71) Тульский политехнический институт (72) А.М.Тужилкин, М.Е.Хазанов, Е.К.Злобин и В.Н.Бабкин (53) 627.83.001.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

_#_I 1280081, кл. Е 02 В 1/02, 1986 ° (54) УЧЕБНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ГИДРАВЛИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным устройствам и позволяет расширить диапазон решаемых задач при изучении работы водобойных колод цев и выборе их оптимальных pasMepos при сопряжении бье4юв с различными расходами воды. Установка содержит лоток 1 с приемной 2 и отводящей 3 частями, модель водосливного сооружения 4, водобойный колодец 5, wnoit": ненный в виде горизонтальной плиты

6 и вертикальной пластины 7 прикрепленной снизу к кромке плиты 6, средство изменения глубины потока, выполненное в виде вертикально расположенной перегородки 8, установленной поперек отводящей части 3 лотка с возможностью вертикального перемещеиия, 1462 съемный элемент 9, выполненный н «иде треугольной призмы, водомерную иглу 10 и средство дпя продольного перемещения горизонтальной плиты 6, состоящее из гайки ll, взаимодействующего с ней горизонтального винта

12 и зубчатой пары 13 с маховиком 14.

Располагая горизонтальную плиту 6 вплотную к водосливному сооружению 4 (в этом случае съемный элемент 9 отсутствует), исследуют водный по".;Ок без водобойного колодца путем изменения глубины потока перемещением лере-! городки 8, замера уровней жидкости н приемной 2 и отводящей 3 частях лотка нодомерной иглой 10 и сравнения полученных значений с расчетными дан(399 ными. Перемещая горизонтальную плиту

6 средством для ее продольного перемещения и помещая между моделью нодосливного сооружения 4 и водобойным колодцем 5 съемный элемент 9, исследуют характер гашения энергии бурного потока водобойным колодцем различного профиля (достаточной и недостаточной глубины, достаточной и недостаточной длины, с наличием съемного элемента 9 и без него), изменяя при этом перегородкой B глубину потока и замеряя водомерной иглой 10 параметры гидравлического прь»жка, профиля свободной поверхности потока в зоне гидравлического прыжка и водослинного сооружения 4. 3 ил.

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и может быть использовано, например, при изучении гидравлических процесr.ов.

Цель изобретения вЂ” расширение диа- 5 паэона решаемых задач при исследовании характеристик гашения энергии водного потока.

На фиг.! представлена установка, общий вид; на фиг.2 - схема замеряемых и расчетных величин; на фиг,3 вЂ”разрез А-А на фиг ° I.

Установка содержит лоток 1 с приемной 2 и отводящей 3 частями. Мо15 дель водоспинного сооружения 4, имитатор 5 водобойного колодца, состоящий из горизонтальной плиты 6 и вер" тикальной пластины 7, прикрепленной снизу к кромке плиты 6, средство из20 менения глубины потока, выполненное в виде вертикально расположенной перегородки 8, установленной поперек отводящей 3 части лотка с возможностью веРтикального перемещения, сред- 25 ство для продольного перемещения; имитатора 5 водобойного колодца, имитатор 9 гашения энергии нодного пс тока, выполненный в виде треугольной призмь», установленной на дне имитатсра 5 водобойного колодца, и водомерную иглу 10, установленную с воэможностью перемещения вдоль лотка 1.

Средство для продольного перемеще. ния имитатора 5 водобойного колодца состоит из га»»к»» 11 закрепленной на плите 6, взаимодействующего с гайкой

11 горизонтального винта 12, íà пру2 гом конце которого размещена зубчатая пара 13 с маховиком 14 °

Для подвода воды устанонка снабжена подводящим трубопроводом 15 с водомерным устройством 16, а для отвода вЂ” спинной воронкой. 17 и баком 18.

В процессе исследований демонстрируется несколько случаев работы установки

Исследования водного потока без имитатора 5 водобойного колодца.

В этом случае горизонтальная плита 6 вплотную придвинута к водосливному сооружению 4, съемный элемент 9 отсутствует.

Зная расход ноды, определяемый водомерным устройством 16, и ширину лотка В, вь1числяют критическую глубину потока h„. Затем исследуют характер установившегося течения водного потока при постоянном расходе воды, что контролируется периодическими замерами уровня жидкости в приемной 2 части лотка водомерной иглой 10. В этом случае образующаяся на модели нодосливного сооружения 4 форма поверхности водного потока соответствует кривой Ь, описывак»цей поверхность типа кривой спада, что подтверждается замерами глубины потока по длине водосливного сооружения 4 водомерной иглой 10, Устанавливая средством 8 изменения глубины потока минимально ноэможный уровень воды н отводящей части 3 лотка, замеряют водомерной иглой !О глубину hg воды в отводящей

1462399 части лотка и в конце водосливного сооружения h и рассчитывают раздельную глубину h потока по соответствующей формуле.

При этом соблюдение условия

h > ) hg соответствует случаю сопряжения бьефов по типу отогнанного гидравлического прыжка, при котором возникают условия гашения энергии бурного потока применением специальных сооружений типа водобойных колод" цев с глубиной h рассчитываемой по соответствующей формуле.

2; Исследование водного потока с 15 водобойным колодцем.

По заданной глубине d водобойного колодца, равной высоте вертикальной пластины 7, рассчитывается требуемая глубина потока h в отводящей час- 20 ти 3 лотка, а также требуемая длина водобойного колодца.

При помощи водомерной иглы 10, средства 8 изменения глубины потока и средства 8 продольного переме- . 2Б щения имитатора 5 водобойного колодца устанавливают полученные расчетным путем заданную глубину потока

hg < и заданную длину 1„ водобойного колодца, в результате чего демон- 30 стрируется затопленный гидравлический прыжок, профиль которого, а также профиль свободной поверхности потока в зоне затопленного гидравлического прыжка определяется с помощью водомерной иглы 10.

Помещая между моделью водосливного сооружения 4 и имитатором 5 водобойного колодца имитатор 9 гашения энергии водного потока, исследуют ха- 40 рактер гашения энергии бурного потока водобойным колодцем при наличии и отсутствии имитатора 9.

Изменяя средством изменения глубины потока глубину воды в отводящей 3 части лотка, моделируют водобойный колодец недостаточной глубины и демонстрируют динамику изменения характера и размеров гидравлического прыжка.

Изменяя средством для продольного перемещения имитатора 5 водобойного колодца длину водобойного колодца, моделируют водобойный колодец.недостаточной длины и. демонстрируют динамику изменения характера и размеров гидравлического прыжка.

Формула изобретения

Учебная установка для проведения лабораторщых работ по гидравлике, содержащая лоток, модель водосливно" го сооружения и имитатор водобойного колодца, состоящий из горизонтальной плиты и вертикальной пластины, прикрепленной снизу к кромке плиты, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем исследования характеристик гашения энергии водного потока, она снабжена средством изменения глубины потока, выполненным в виде вертикально расположенной перего" родки, установленной поперек отводящей части лотка с возможностью вертикального перемещения, средством для продольного nepeMpema имитатора водобойного колодца, имитатором гашения энергии водного потока, выполненным в виде треугольной призмы, установленной на дне имитатора водобойного колодца, и водомерной иглой, установленной в лотке с возможностью перемещения вдоль неге.

1462 39о

А-A

Фие. 3

Составитель П.Сердечнов

Редактор Л,Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор О.Кравцова

° аа « ф °

Заказ:729752 . Тираж 470 Подписное

BHHHIIH ÃÚñóäàðñòâåííîã0 комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

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

Учебная установка для проведения лабораторных работ по гидравлике

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет осуществлять демонстрацию вращающегося срыва набегающего .потока жидкости в межлопаточных каналах модели плос- ,кой компрессорной решетки профилей при излучении, например газотурбинных двигателей

Учебный прибор для изучения адиабатического процесса // 1430981

Изобретение относится к обучающим приборам

Способ моделирования взаимодействия фаз потоков // 1397961

Изобретение относится к учебным моделям по гидрофизике

Устройство для моделирования турбулентных областей в стратифицированной жидкости // 1396155

Учебный прибор по физике // 1390631

Изобретение относится к учебным приборам по физике и позволяет повысить наглядность демонстрации закона Архимеда и удобство в эксплуатации Учебный прибор содержит основание 1, прозрачный сосуд 2 с жидкостью 3, груз 4, помещенный в жидкость , источник 5 сжатого газа, манометр 6, вентиль 7, трубопровод 8 подвода сжатого газа к сосуду 2, пористый фильтр 9, являющийся дном прозрачного сосуда 2, под которым расположен ресивер 10

Устройство для создания температурной стратификации в жидкости // 1361609

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет значительно сократить время установления стратификации в жидкости, например, при изучении гидрофизических явлений в морях и океанах

Прибор по физике для демонстрации молекулярных процессов // 1330650

Изобретение относится к учебнонаглядным пособиям по физике и позволяет расширить дидактические возможности при демонстрации молекулярных явлений, связанных с диффузией изотопов газообразных веществ

Устройство для генерации газовых пузырьков // 1314370

Изобретение относится к устройства.м для изучения жидкостей и газов и может быть иснользовано для повышения точности процесса генерации газовых пузырьков (ГП) нутем получения единичны.х ГП заданного размера

Учебный прибор для демонстрации вихревого течения перекачиваемой среды высокооборотной ступени нагнетателя // 1305764

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано при моделировании проточных частей газовых нагнетателей в процессе обучения гидравлике, аэродинамике, гидромеханике

Стенд для моделирования давления на элементы строительных конструкций подземных выработок // 1305763

Изобретение относится к учебным устройствам и может быть использовано в качестве тренажера в учебных заведениях , связанных с обучением проходки горных выработок и измерением натурных величин горного давления на элементы крепи

Способ моделирования нестационарного течения вещества // 2107329

Изобретение относится к научным моделям в технической физике, а именно к способам моделирования нестационарных течений вещества, может найти применение для исследований в области инерционного термоядерного синтеза (ИТС), для решения прикладных задач, связанных с необходимостью исследования непрозрачных сред, например в технических энергоемких устройствах в процессах, происходящих при их эксплуатации (перемешивание продуктов горения и различных присадок в двигателях внутреннего сгорания, аналогичные процессы в реакторной и ракетной технике и т.п.), или в изучении экологически опасных аварийных ситуаций (взрыв нефтехранилищ, складов боеприпасов т.п.), а также может найти применений в решении проблемы прогнозирования климатических явлений или последствий различных экстремальных природных явлений (извержение вулканов, процессы на Солнце, на других космических объектах и т.п.)

Демонстрационный прибор по физике // 2120666

Учебно-лаборатарное устройство для демонстрации работы гидроциклона // 2216050

Изобретение относится к техническим обучающим средствам и может быть использовано при создании учебно-лабораторного оборудования по гидравлике и физике для высших, средних специальных учебных заведений

Способ демонстрации вихревого резонанса при спинапе и регистрирующий электрод // 2305869

Изобретение относится к области гидродинамики и может быть использовано в качестве наглядного пособия при изучении переходных процессов во вращающейся жидкости

Способ имитации природного гейзера и устройство для его осуществления // 2331815

Изобретение относится к созданию учебных пособий, наглядно поясняющих явления природы

Устройство стендового автоматизированного лабораторного комплекса для изучения гидродинамических процессов с измерениями и обработкой результатов в программной среде lab view // 2339084

Изобретение относится к оборудованию для демонстрационно-практического изучения основных гидродинамических процессов и может быть использовано при изучении критерия Рейнольдса, режимов преобразования форм энергии потока жидкости (уравнение Бернулли), примеров практического применения уравнения Бернулли - расходомер Вентури, гидравлических сопротивлений с построением виртуальных гидравлических схем, с измерением гидравлических параметров и одновременным построением графических зависимостей на мониторе персонального компьютера и копированием на жестких носителях информации

Комплекс автоматизированный учебно-лабораторный для определения характеристик и режимов гидромашин // 2379762

Изобретение относится к оборудованию для демонстрационно-практического определения студентами характеристик работы центробежного насоса, совместной работы двух насосов, включенных в сеть параллельно и др

Комплекс автоматизированный учебно-лабораторный для определения силы гидравлического давления с измерениями и обработкой результатов в программной среде lab view // 2383059

Изобретение относится к специальному оборудованию, предназначенному для обучения студентов вузов и колледжей техническим дисциплинам, а более конкретно для практического изучения основного закона гидростатики, различных видов давления (давление вакуума, избыточное давление, атмосферное давление), приборов для измерения давления, а также единиц измерения давления

Способ моделирования крупномасштабных атмосферных течений и устройство для его реализации // 2388062

Изобретение относится к области геофизической гидродинамики и может быть использовано при моделировании крупномасштабных атмосферных течений

Способ лабораторного моделирования задач газодинамики и устройство для его осуществления (варианты) // 2393546

Изобретение относится к области обучения студентов ВУЗов и аспирантов по механике, а также при проведении лабораторных работ по курсу "Газодинамика"