Стенд для гидроаэротермических исследований

 

249703

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвсптблик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 22.1.1968 (М 1212624/24-6) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 05.YI11.1969. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 22.XI I.1969

Кл. 42k, 21/01

МПК G 011

УДК 620.179.1(088.8) Комитет по делам изобретений K открытий при Сввете Министров

СССР

Авторы изобретения

А. В. Безызвестных и Е. Ю. Выровой

Заявитель Южное отделение Всесоюзного государственного треста по организации и рационализации районных электростанций и сетей

СТЕНД ДЛЯ ГИДРОАЭРОТЕРМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к области теоретических и прикладных гидротермических исследований, связанных с изучением температурных полей и циркуляционных течений водных и воздушных потоков, в частности, может быть использовано для гидроаэротермического моделирования водоемов-охладителей тепловых электростанций.

Для моделирования кориолисовых сил, действующих на .водные и воздушные потоки, ис:пользуются стенды, содержащие площадки с приводом для вращения и ходовыми тележками для перемещения по кольцевым рельсовым путям. Однако на таких стендах невозможно проводить совместное моделирование аэродинамических, гидротермических явлений и кориолисовых сил, что искажает реальную картину протекания процессов в природе и в прикладных исследованиях приводит к недостаточно обоснованным решениям.

Цель изобретения — разработка конструкции стенда, обеспечивающей совместное моделирование гидротехнического режима водных потоков и аэротермического воздушных потоков с учетом кориолисовых сил. Такое выполнение стенда, в частности, дает возможность повысить эффективность капитальных вложений при проектировании и реконструкции морских гидросооружений и водоемов-охладителей тепловых электростанций.

Согласно изобретению вращающаяся площадка снабжена расположенной по ее периметру кольцевой платформой с воздухонаправляющим аппаратом и устройством для отсоса воздуха, образующими замкнутое кольцо изменяемой высоты, для обеспечения заданного направления .воздушного потока относительно модели во время ее вращения, Для изменения направления воздушного по10 тока относительно модели кольцевая платформа подвижно соединена с вращающейся площадкой и снабжена самостоятельными опорными катками, которые выполнены с возможностью поворота относительно модели на за15 данный угол, По первому варианту устройство для отсоса воздуха может быть выполнено в виде колена изменяемой .высоты с гибким уплотнением,,подсоединенного одной стороной к полости

20 над моделью, а другой — к герметизированной полости под стендом, подключенной к вентиляторам; по второму варианту вентиляторы установлены непосредственно на кольцевую платформу и нагнетают воздух в герметизи2ч рованный канал под кольцевой платформой или в полость под стендом.

Для обеспечения постоянства и равномерности заданной скорости воздушного потока над моделью при вращении стенда устройство

30 для отсоса воздуха снабжено автоматически

249703

20 регулируемыми жалюзийными решетками, С целью герметизации, полости над моделью вращающаяся площадка перекрыта крышкой с уплотнением,по периметру.

Для регулирования высоты полости над моделью крышка снабжена подъемным устройством, например гидравлическими домкратами. Чтобы уменьшить искажения электрических сигналов, упростить конструкцию цепей между датчиками на модели и измерительной аппаратурой, повысить точность и надежность ее показаний, пульт управления стенда, измерительная аппаратура и блок управления водоподачи расположены в кабине наблюдателей, вращающейся вместе со стендом.

Для подачи на модель горячей и холодной воды, а также отвода отработавшей воды в месте соединения трубопроводов, вращающихся вместе со стендом, и неподвижных подводящих трубопроводов установлен коллектор из нескольких трубопроводов, вставленных один в другой и имеющих в месте стыковки уплотнения.

На фиг. 1 схематически изображен стенд, вид в плане на разных уровнях; на фиг. 2— то же, продольный разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 показана принципиальная аэродинамическая схема стенда; на фиг. 4 — устройство для отсоса воздуха, разрез по Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — коллектор, продольный разрез.

Вращающаяся площадка 1 представляет собой установленную на металлических балках плиту, на которой размещаются модели.

Балки по периметру опираются на кольцевую ферму 2, расположенную на периферийных ходовых тележках 8. Центральные ходовые тележки 4 поддерживают непосредственно вращающуюся площадку. Ходовые тележки перемещаются по монорельсам 5 и б.

На двух периферийных тележках размещаются приводы 7, состоящие из коробок скоростей и двигателеи постоянного тока с регулируемым числом оборотов.

По окружности вращающейся площадки расположена кольцевая платформа 8 с самостоятельными опорными катками 9, на которой смонтированы воздухонаправляющий аппарат 10 изменяемой высоты и разделенное на секции устройство 11 для отсоса воздуха в виде колена изменяемой высоты с гибким уплотнением 12.

Под каждой секцией расположена жалюзийная решетка 18 с нажимным устройством 14, состоящим из ролика с пружиной, опирающегося на кольцевую фигурную рейку 15, и системы рычагов 15, поворачивающих жалюзи.

Для фиксации воздухонаправляющего àïïàрата и устройства для отсоса воздуха на заданной, высоте служат телескопические стойки 17.

Воздухонаправляющий аппарат и устройство для отсоса воздуха образуют замкнутое кольцо. Полость над вращающейся площадкой закрывается крышкой 18, смонтированной на пространственном блоке из металлических

65 ферм 19, концы которых опираются на гидравлические домкраты и входят в направляющие из швеллеров 20, укрепленных на колоннах здания 21. Зазоры между вращающейся площадкой 1 и кольцевой, платформой 8, между кольцевой платформой и кольцевой стенкой 22, а также между крышкой 18 и смонтированным на кольцевой платформе воздухонаправляющим аппаратом 10 и устройством 11 герметизируются тремя водяными затворами 28 или лабиринтными уплотнениями.

Полость под,вращающейся площадкой подключена к вентиляторам 24 с,воздуховодами 25, имеющими жалюзийные решетки 25 с электроприводом,,включаемым из кабины наблюдателей 27.

Кабина наблюдателей расположена в цен-. тральной камере 28 и крепится на полой оси 29 вращающейся площади. Полая ось центрируется в подшипниках 80, В кабине наблюдателей расположен пульт управления стенда, блок управления водоподачи и измерительная аппаратура (многоканальные показывающие и записывающие мосты сопротивлений);

В качестве датчиков на модели используются платиновые четырехпроводные термометры сопротивления, электроанемометры и электропсихрометр ы.

Под кабиной наблюдателей расположены токосъемник 81 и коллектор 82.

В .коллекторе соединяются неподвижные подводящие трубопроводы 88 горячего и холодного водоснабжения, а также трубопро,вод 84 отработавшей воды с вращающимися трубопроводами 85, 8б, проложенными в полой оси 29. В месте стыка трубопроводы имеют сальниковые 87 или лабиринтовые уплотнения.

Нижняя часть коллектора установлена на пружинах и перемещается в направляющих (на чертеже не показаны), что обеспечивает постоянную герметичность уплотнений независимо от их износа.

Трубопроводы водоснабжения 85 и сбросной воды 8á, а также слаботочные кабели прокладываются в полой оси, далее под плитой вращающейся площадки и через уплотнения выводятся на модель, Для подачи материалов и прохода на,вращающуюся площадку во время строительства моделей служит герметичный проем 87 между воздухонаправляющим аппаратом и устройством для отсоса воздуха.

Для прохода к кабине наблюдателей в замыкающей стенке 88 также предусмотрена герметичная дверь 89.

Работа описанного стенда.

После сооружения модели и заполнения ее водой закрывается уплотнение 87, крышка 18 ,при помощи домкратов опускается и герметично закрывает полость над вращающейся площадкой.

Наблюдатели размещаются в кабине и включают вентиляторы 24 и при помощи ре249703 щеток 26 устанавливают заданную скорость воздушного потока.

Затем устанавливают заданный расход и температуру воды, поступающей на модель.

Вместе с вращающейся площадкой вращается и платформа 8, закпепленная за край вращающейся площадки. Это обеспечивает заданное направление воздушного потока относительно модели.

Воздух, забираемый из зала через аппарат

10, проходит над моделью и через устройство 11 опускается в полость под вращающейся площадкой, откуда вентиляторы 24, работающие на всасывание, выбрасывают его в атмосферу.

Приток в зал свежего воздуха обеспечивают специальные вентиляционные установки, не показанные на чертежах.

Для изменения направления воздушного потока относительно модели кольцевая платформа 8 поворачивается на заданный угол и вновь закрепляется за край вращающейся площадки.

В случае исследований пограничного слоя может возникнуть необходимость изменения высоты полости над моделью. При этом воздухонаправляющий аппарат 10 и устройство для отсоса воздуха 11 крепятся в нескольких точках, равномерно расположенных по окружности, к конструкциям крышки 18. Крышка 18 ,перемещается в вертикальной плоскости при помощи домкратов и при своем движении изменяет высоту аппарата 10 и устройства 11.

На заданной высоте они фиксируются с помощью телескопических стоек 17, после чего пыжика освобождается.

При вращении аэродинамическое сопротивление стенда меняется в зависимости от расположения устройства для отсоса воздуха относительно фронта вечтиляторов 24.

Чтобы обеспечить постоянство и равномерность заданной скорости воздушного потока по всей площади вращающейся площадки, применены решетки 18.

Угол поворота решеток 18 регулируется в

10 зависимости от расположения устройства 11 относительно фронта вентиляторов 24 благодаря специально подобранному профилю рейки 15, на которую опираются нажимные усгройства 14 решеток 13.

Предмет изобретения

1. Стенд для гидроаэротермических исследований, содержащий площадку с приводом для .вращения и ходовыми тележками для пе20 ремещения по кольцевым рельсовым путям, отличающийся тем, что, с целью обеспечения совместного моделирования гидротермического режима водных потоков и аэротермического воздушных потоков с учетом кориолисовых

25 сил, по периметру площадки установлена кольцевая платформа с воздухонаправляющим аппаратом и механизмом для отсоса воздуха, образующими замкнутое кольцо изменяемой высоты для обеспечечия заданного направления

30 воздушного потока относительно модели.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью изменения направления воздушного потока относительно модели, кольцевая плаформа подвижно соединена с вращающейся

35 площадкой и имеет самостоятельные опорные катки, выполненные с возможностью поворота относительно модели на заданный угол.

249703

22

Фъ г. Ф

Фаг 5

Составитель А. Лазебник

Редактор Н, П. Белявская Техред Т. П. Курилко Корректор Г. П. Шильман

Заказ 3299/8 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2