Устройство для моделирования промерзания грунта

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>77988О

К АВТОРСКОМУ СВИ ИЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06 ° 12 ° 78 (21) 2694917/23-33 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Опубликовано 151180. Бюллетень М 42 (51)М. Кл.з

С 01 33/24

С 01 N 25/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 620 ° 193 ° 2 (088.8.) Дата опубликоваиия описания „171180 (72) Авторы изобретения.

E. В. Лебедев, М. М. Юрганов и В. Я. Лапшин

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) 3а яв итель (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОМЕРЗАНИЯ

ГРУНТА

Изобретение относится к области экспериментальных исследований физико-механических процессов в ..мерзлых горных породах. Может быть использовано в лабораторных и полевых уста- 5 новках, имитирующих процессы теплообмена„ мерзлотного пучения грунтов и факторы, влияющие на эти процессы.

Известно устройство для моделйрования промерэания грунта, содержащее полый контейнер из теплоиэоляционного материала с образцом грунта и теплообменники для нагрева и охлаждения противоположных торцов образца грунта 1) 15

Создавая различные сочетания температур на концах образца, управляют температурным полем B образце и перемещают фронт промерзания.

Известное устройство не обеспечи- 20 вает достаточной точности выполнения, программы перемещения фронта промерзания.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования 25 промерзания грунта, содержащее контейнер с открытыми торцами и теплообменники для подогрева и охлаждения противоположных частей контейнера(2).

При этом устройство содержит тепло- . ЗО изоляционную перегородку заданной толщины и механизм перемещения этой перегородки вдоль контейнера.

Недостатком устройства является наличие подвижной перегородки с приводом, что усложняет конструкцию устройства,.а также возможность управления распределением температуры в образце только в месте нахождения теплоизаляционной перегородки.

Целью изобретения является повы- шение точности управления распределением температуры в образце и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в,устройстве для моделирования промерзания грунта, содержащем контейнер с открытыми торцами и теплообменники для подогрева и охлаждения, контейнер выполнен из материала с теплопроводностью более 100 Вт/мк, причем площадь поперечного сечения стенок контейнера составляет 0,21,0 от площади поперечного сечения образца грунта, а теплообменники установлены соответственно на противоположных торцах контейнера с перекрытием всего поперечного сечения последнего.

779880

Формула изобретения

На чертеже изображено устройство для моделирования промерзания грунта, . разрез. устройство содержит регулируемый криостат 1, регулируемый термостат

2, контейнер 3 из металла с высокой теплопроводностью, теплообменник 4 криостата, подсоединенный к торцу контейнера,теплообменник 5 криостата, подсоединенный к образцу грунта и к теплообменнику контейнера. Теплообменник 6 термостата, подсоединенный к гильзе и образцу грунта, образец 7 грунта, линию питания теплообменников 8, теплоиэоляционный кожух 9 и устройство 10 программного регулирования температуры теплоносителей криостата и термостата.

Образец грунта помещают в контейнер, уплотняют в нем и закрывают теп лообменником 5, с обеспечением плотного прилегания. Одновременно теплообменнику 5 обеспечено прилегание со скольжением по внутренней поверхности теплообменника 4. В теплообменники 4 и 5 подается теплоноситель, охлажденный до отрицательной температуры. Одновременно в теплообменник

6 подается теплоноситель с положительной температурой, в результате чего в теле контейнера 3 через некоторое время устанавливаются равнораспре- 30 деленные градиенты температуры с граничными значениями на торцах гильзы, С некоторой задержкой такое же распределение температур устанавливается и в исследуемом образце. При 33 медленном смешении величины температуры теплоносителей соответственно будут меняться и температуры на торцах гильзы контейнера с образцом, и соответственно, в образце ° Программа 4р изменения температуры хладо- и теплоносителей, и, следовательно, ее распределение в образце по времени задается либо автоматически, либо ручным способом в соответствии с программой исследований. При пучении образца теплообменник 5 приподнимается, проскальзывая в теплообменнике 4.

Величина пучения фиксируется.

Описываемое устройство моделирования промерзания грунтов позволяет точно контролировать положение фронта промерзания без применения мерзлотомеров или приспОсоблений визуального наблюдения, и, соответственно, относительно простыми средствами, управлять этим положением, а также поддерживать или непрерывно изменять толщину фронта промерзания, устройство для моделирования промерзания грунта, содержащее контейнер с открытыми торцами и теплообменники для подогрева и охлаждения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления распределением температуры в образце и упрощения устройства, контейнер выполнен из материала с теплопроводностью более 100 Вт/м к, причем площадь поперечного сечения стенок контейнера составляет 0,2-1,0 от площади поперечного сечения образца грунта, а теплообменники установлены соответственно на противоположных торцах контейнера с перекрытием всего поперечного сечения пос; леднего.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экспериментальные исследования процессов теплообмена в мерзлых горных порбдах. Сб. статей "Наука", М., 1972, с,. 20, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 530236, кл. 9 01 М ЗЗ/24, 1974.

779880

Составитель Ю. Лямин

Ре акто Г. Улыбина Tex e А.Вабинец Ко екто Ковин кая

Заказ 93 б/9 Тираж 1019 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035 Иосква Ж-35 Ра окая наб. ° 4 5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,