Способ моделирования двухслойных разноплотностных потоков и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к гидравлике разноплотностных потоков и может быть использовано при гидравлическом моделировании сооружений, работающих в условиях водоемов , имеющих двухслойную разноплотностную стратификацию. Цель изобретения входное 8одо- 1 распределительное устройство повышение точности моделирования путем поддержания границы раздела соленой и пресной вод в лотке в требуемом высотном положении. Устройство содержит лоток 1. бассейн 2 с перегородкой 3, установленной с наклоном в сторону лотка 1 с возможностью изменения высотного положения верхней кромки 4. Имеются трубопровод 5 соленой воды, трубопровод 6 пресной воды и сбросной трубопровод 7. По трубопроводам 5 и 6 постоянно подают, соответственно , соленую и пресную воды. Производят подачу пресной воды во входную часть лотка 1 Соленая вода заполняет пространство под перегородкой 3 и распространяется в лоток 1, моделируя заход соленой воды в устье реки или другого гидротехнического объекта. Через кромку 4 происходит перелив соленой воды в камеру 8, и далее соленая вода вместе с пресной водой поступает в сбросной трубопровод 7, Пресная вода, поступающая по трубопроводу 6, распространяется в верхнем слое камеры 8 бассейна 2 и лотка 1. В результате образуется устойчивая граница раздела соленой и пресной вод. 2 з.п/.ф-лы, 1 ил. О ч сЈ ю VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕг<НЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ раслреРрлигл

ycmpoucm8u

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4708871/15 (22) 24.04.89 (46) 15.11.91.Бюл.N. 42 (71) Украинский государственный головной проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт "Укргипроводхоз" (72) А.Е.Скоковец (53) 627.16.001.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Nò

1317332, кл, G 01 M 10/00, 1987, MikloHlno and Nguyen Son Hung. Че!асЫ

distribution, interfacial friction and

entrainment ln two-layered stratified flows.

Journal of Hydrosclence and Hydraulic

Endineerlng. Vol 1, ¹ 1, April, 1983, рр 9-36. (54) СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ РАЗНОПЛОТНОСТНЫХ ПОТОКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛ Е Н И Я (57) Изобретение относится к гидравлике разноплотностных потоков и может быть использовано при гидравлическом моделировании сооружений, работающих в условиях водоемов, имеющих двухслойную разноплотностную стратификацию. Цель иэобретения—

„„ Ы„„1691697А1

>s G 01 М 10/00// Е 02 В 1/02 повышение точности моделирования путем поддержания границы раздела соленой и пресной вод в лотке в требуемом высотном положении. Устройство содержит лоток 1, бассейн 2 с перегородкой 3, установленной с наклоном в сторону лотка 1 с возможностью изменения высотного положения верхней кромки 4. Имеются трубопровод 5 соленой воды, трубопровод 6 пресной воды и сбросной трубопровод 7, По трубопроводам 5 и 6 постоянно подают, соответственно, соленую и пресную воды, Производят подачу пресной воды во входную часть лотка 1. Соленая вода заполняет пространство под перегородкой 3 и распространяется в лоток 1, моделируя заход соленой воды в устье реки или другого гидротехнического объекта. Через кромку 4 происходит перелив соленой воды в камеру 8, и далее соленая вода вместе с пресной водой поступает в сбросной трубопровод 7, Пресная вода, поступающая по трубопроводу 6, распространяется в верхнем слое камеры 8 бассейна

2 и лотка 1. В результате образуется устойчивая граница раздела соленой и пресной вод. 2 э.е.ф-лы, 1 ил.

1691697 (Изобретение относится к гидравлике разноплотностных потоков и может быть использовано при гидравлическом моделировании сооружений, работающих в условиях водоемов, имеющих двухслойную, разноплотностную стратификацию, например, при исследовании работы гидротехнических сооружений в устьевых участках рек и эстуариях, некоторых типов водовыпускных сооружений, посредством которых производится сброс сточных вод или промстоков в естественные водоемы или шламонакопители, имеющие двухслойную разноплотностную стратификацию.

Цель изобретения — повышение точно сти моделирования путем поддержания границы раздела соленой и пресной вод в лотке в требуемом высотном положении.

На чертеже изображено устройство,. вертикальный разрез.

Устройство содержит гидравлический, лоток 1, в котором производятся исследова ния, бассейн 2, примыкающий к лотку 1 и служащий для создания требуемых гранич,ных,условий. Бассейн 2 оборудован разде лительной перегородкой 3, установленной на дне бассейна под углом к нему с наклоном в сторону лотка 1 и с возможностью установки верхней кромки 4 по высоте в зависимости от положения поверхностей раздела потоков, требуемого условиями проведения исследований, Вход трубопро вода 5 соленой воды размещен под перего, родкой 3, а вход трубопровода 6 пресной воды — над перегородкой 3. Сбросной трубопровод 7; предназначенный для отвода за, пределы бассейна 2 воды промежуточной солености, образовавшейся в результате взаимодействия пресной и соленой вод, размещен на уровне дна бассейна 2. Позицией 8 обозначена сливная камера.

По подводящим трубопроводам 5 и 6 в бассейн 2 и камеру 8 постоянным расходом подают соответственно соленую и пресную воду. При этом верхнюю кромку 4 разделительной перегородки 3 устанавливают ниже требуемой отметки поверхности раздела . потоков на величину h

= Я- (-, ) где h — толщина слоя соленой воды над перегородкой,м;

g — ускорение силы тяжести, м/с;

pi — плотность пресной воды, кг/м; з.

/ р =A p ° р — плотность соленой воды, кг/м;

Ос — расход соленой воды, м /с; з

К вЂ” коэффициент пропорциональности;

 — ширина сливной части разделительной перегородки, м, Производят подачу пресной воды во входную часть лотка 1. Соленая вода, посту5 пающая по трубопроводу 5, заполняет пространство под разделительной перегородкой 3 и распространяется в лоток

1. При превышении отметки верхней кромки

4 разделительной перегородки 3 происхо10 дит перелив соленой. воды через кромку 4, и соленая вода, имеющая большую плотность, поступает в то место, где начинается сбросной трубопровод 7. Туда же поступает и вода с промежуточной концентрацией, Пе15 релив соленой воды через верхнюю кромку

4 происходит слоем толщиной и, что учитывают при назначении отметку верхней кромки 4 разделительной перегородки 3, Пресную воду подают в бассейн по трубоп20 роводу 6, она распространяется в верхнем слое камеры 8, бассейна 2 и лотка 1. Та ее часть, которая, взаимодействуя с соленой водой, приобрела некоторую промежуточную концентрацию, удаляется за пределы

25 бассейна сбросным трубопроводом 7, Для изменения положения поверхности раздела потоков достаточно изменить отметку верха разделительной перегородки 3 и выдержать некоторое время для приведения системы в

30 новый установившийся. режим, Формула изобретения

1, Способ моделирования двухслойных разноплотностных потоков, включающий подачу во входную часть гидравлического

35 лотка пресной воды, подачу в нижнюю часть бассейна, примыкающего к выходной части лотка. соленой воды, сбор смешанной воды, перелившейся через поперечную перегородку, установленную в бассейне в сливной

40 камере, и сброс воды из сливной камеры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности моделирования путем поддержания границы раздела соленой и пресной вод в лотке в требуемом высот45 ном положении, производят подачу пресной воды в верхнюю часть сливной камеры, а верхнюю кромку перегородки устанавливают ниже требуемой границы раздела соленой и пресной воды на величину

l Qc ply

g p KB где h — толщина слоя соленой воды над перегородкой, м; р1 — плотность пресной воды, кг/м;

55 Др =р2 — р1, pz —. плотность соленой воды, кг/м,; .Ос — расход соленой воды, мз/с;

К вЂ” коэффициент пропорциональности„

1691697

 — ширина сливной части разделительной перегородки, м.

СЬставитель А.Сергеев

Техред М.Моргентал

Корректор О.Кравцова

Редактор И.Касарда

Заказ 3922 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2. Устройство для моделирования двухслойных разноплотностных потоков, включающее гидравлический лоток, примыкающий к выходной части лотка бассейн с поперечной водосливной перегородкой. образующей в торце бассейна сливную камеру, подводящий трубопровод соленой воды, подключенный к донной части бассейна перед перегородкой, и сбросной трубопровод, подключенный к нижней части камеры, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования путем поддержания границы раздела соле5 ной и пресной вод в лотке в требуемом высотном положении, оно снабжено подводящим трубопроводом пресной воды, подключенным к верхней части сливной камеры, а перегородка выполнена с воэ10 можностью изменения высотного положе-: ния верхней водопереливной кромки и установлена с наклоном в сторону лотка.