СТЕНД ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к экспериментальной гидравлике, и может быть использована в стендах для гидравлических исследований моделей дорожных гофрированных водопропускных труб с гладким лотком по дну.
Известен стенд, содержащий опорную металлическую раму, с расходной емкостью, установленной на ней, герметично присоединенной к расходной емкости, модель исследуемой трубы с пьезометрами, установленными вдоль трубы и гидравлически подключенными к ее нижней части, и приемную емкость. CN 2729678 (Y), 28.09.2005.
Недостатком известного стенда является также невозможность визуального наблюдения за течением рабочей жидкости и гидравлическими процессами, проходящими в исследуемой трубе, а также невозможность обеспечения гидравлических исследований моделей дорожных гофрированных водопропускных труб при безнапорном режиме течения.
Наиболее близким аналогом (прототипом) по своей технической сущности к заявляемой полезной модели является стенд для гидравлических исследований, содержащий опорную металлическую раму с расходной и приемной емкостями, выполненными из оргстекла, герметично присоединенную к ним модель исследуемой дорожной гофрированной водопропускной трубы с пьезометрами, установленными вдоль трубы и гидравлически подключенными к ее нижней части, при этом труба выполнена из прозрачного стеклопластика с гладким прозрачным лотком из оргстекла в поперечном сечении в виде кольцевого сектора расположенного в нижней части трубы, RU 2458263 C1, 10.08.2012.
Недостатком известного стенда является ограниченная область проведения испытаний из-за постоянного центрального угла кольцевого сектора в поперечном сечении лотка равного 120 градусам.
Задачей полезной модели является расширение диапазона проведения испытаний.
Технический результат - расширение диапазона исследуемых труб без их демонтажа.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что стенд для гидравлических исследований содержит опорную металлическую раму с расходной и приемной емкостями, выполненными из оргстекла, герметично присоединенную к ним модель исследуемой дорожной гофрированной водопропускной трубы с пьезометрами, установленными вдоль трубы и гидравлически подключенными к ее нижней части, при этом труба выполнена из прозрачного стеклопластика с гладким прозрачным лотком из оргстекла в поперечном сечении в виде кольцевого сектора, расположенного в нижней части трубы, при этом новым является то, что лоток выполнен составным, с возможностью изменения центрального угла кольцевого сектора, путем набора кольцевого сектора из отдельных элементов кольцевого сектора, один из которых выполнен с пазом, а другой -с шипом на соответствующих торцах длинной стороны элемента кольцевого сектора лотка, при этом на шип укладывается вставка в виде кольцевого сектора, имеющая толщину, соответствующую глубине канавки, образованной элементами кольцевого сектора.
Выполнение расходной и приемной емкостей из оргстекла, а исследуемой трубы из прозрачного стеклопластика с гладким прозрачным лотком из оргстекла позволяет регистрировать положение кривой свободной поверхности воды в дорожной гофрированной водопропускной трубе при безнапорном режиме течения, а также наблюдать за условиями «зарядки» трубы, т.е. перехода от безнапорного режима течения к напорному на части длины трубы, и увеличения длины напорного участка с увеличением расхода.
Выполнение модели исследуемой трубы с гладким лотком, который выполнен составным, с возможностью изменения центрального угла кольцевого сектора, путем набора кольцевого сектора из отдельных элементов кольцевого сектора обеспечивает возможность исследовать трубы с лотком различной ширины без полного демонтажа исследуемой трубы.
На фиг.1 показан стенд для гидравлических исследований моделей дорожных гофрированных водопропускных труб с гладким составным лотком по дну.
На фиг.2 показан разрез трубы по А-А с лотком, в поперечном сечении выполненным в виде составного кольцевого сектора.
Стенд для гидравлических исследований содержит опорную металлическую раму 1 с расходной 2 и приемной 3 емкостями, выполненными из оргстекла, герметично присоединенную к ним модель исследуемой дорожной гофрированной водопропускной трубы 4 с пьезометрами 5, установленными вдоль трубы 4 и гидравлически подключенными гибкими шлангами 6 к ее нижней части, при этом труба 4 выполнена из прозрачного стеклопластика с гладким прозрачным лотком 7 из оргстекла в поперечном сечении в виде кольцевого сектора, расположенного в нижней части трубы 4, при этом лоток 7 выполнен составным, с возможностью изменения центрального угла (р кольцевого сектора, путем набора кольцевого сектора из отдельных элементов 8 и 9 кольцевого сектора, один из которых - элемент 8 выполнен с пазом 10, а другой элемент 9 - с шипом 11 на соответствующих торцах длинной стороны элемента кольцевого сектора лотка 7, при этом на шип 11 укладывается вставка 12 в виде кольцевого сектора, имеющая толщину, соответствующую глубине канавки, образованной элементами кольцевого сектора.
В настоящее время в нашей стране используются два размера гладкого лотка, которые занимают нижний сегмент металлической гофрированной трубы с центральным углом φ=90° и 120°. За рубежом также используется лоток, занимающий сегмент металлической гофрированной трубы с φ=180°.
Работа на стенде происходит следующим образом.
Включают насос или насосы насосной станции, обеспечивающие требуемый расход воды, и одновременно открывают кран, при этом вода поступает в расходную емкость 2, имитирующую водосборный лоток из которого вода без напора поступает в модель дорожной гофрированной водопропускной трубы 4, расположенной на направляющих с положительным продольным уклоном. Вода, вытекая из трубы, попадает в приемную емкость 3. Полупрозрачная модель гофрированной водопропускной трубы 4 с гладким прозрачным лотком 7 из оргстекла и подключенными к ней пьезометрами 5 позволяет легко наблюдать за кривой свободной поверхности воды в трубе 4 при безнапорном режиме течения, и фиксировать пьезометрическую высоту потока воды, а также наблюдать момент и условия «зарядки» трубы 4, т.е. перехода от безнапорного режима течения к напорному на части длины трубы 4, и регистрировать увеличение длины напорного участка с увеличением расхода. Легко регистрируется и момент начала работы трубы 4 полным сечением (т.е. напорного) на всей длине.
При переходе на другой центральный угол вставляется соответствующая заданному углу вставка 12. В элемент 8 кольцевого сектора, который выполнен с пазом 10, вставляется шип 11 другого элемента 9 кольцевого сектора, при этом на шип 11 укладывается вставка 12 в виде кольцевого сектора, соответствующая заданному центральному углу, и имеющая толщину, соответствующую глубине канавки, образованной элементами кольцевого сектора.
Предлагаемое техническое решение позволяет изучать гидравлические сопротивления на физических моделях металлической гофрированной трубы с различными центральными углами, в указанном выше диапазоне, изменяя размеры гладкого лотка без демонтажа трубы и ее замены, что повышает эффективность исследований и сокращает затраты на их проведение.