МОДЕЛЬ РЫБООХЛАДИТЕЛЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ

Полезная модель относится к технике моделирования процессов фильтрации воды, в частности через слой моделей рыбы и может быть использована для исследования потерь напора при фильтрации воды через слой моделей рыбы разной толщины.
Известно устройство для охлаждения рыбы, содержащее емкость для рыбы с люком для ее загрузки и с расположенной внизу решеткой с сеткой, водоподающий и сливной каналы, охладитель. Данное устройство принято за прототип (А.с. СССР №1253570, опубл.30.08.1986).
Задачей полезной модели является создание устройства для исследования процессов фильтрации воды через слой моделей рыбы, а точнее для исследования потерь напора при фильтрации воды. Поставленная задача решается тем, что модель рыбоохладителя для исследования процесса фильтрации воды, содержащая емкость для рыбы с люком для загрузки и с расположенной внизу решеткой с сеткой, дополнительно снабжена емкостью-аккумулятором с расположенной внутри нее емкостью - насосом с установленном в днище последнего съемным соплом, двумя вертикальными вспомогательными и примыкающими друг к другу и расположенными между емкостью для рыбы и емкостью-аккумулятором камерами, имеющими патрубки для соединения их между собой, а также с емкостью для рыбы и неподвижной емкостью-аккумулятором, сливной емкостью с установленной внутри нее мерной емкостью. Кроме того, обе вспомогательные вертикальные камеры в верхней части снабжены вентилями для выпуска воздуха, а в нижней части вентилями для слива воды, емкость для рыбы установлена на двух тумбах, мерная емкость установлена на двутавровой тумбе, в качестве рыбы используют модели рыб, съемные сопла емкости-насоса выполнены с разным проходным сечением, подвижная емкость-насос в верхней части имеет две петли-проушины, в петли-проушины подвижной емкости-насоса установлены цапфы для ее соединения с подъемным устройством.
Благодаря такой конструкции устройства удается проводить исследования потерь напора при фильтрации воды через слой моделей рыбы разной толщины, что, в свою очередь, позволяет вывести формулу, характеризующую потери напора при разной скорости фильтрации воды и разной толщине слоев моделей рыбы в емкости, а также в конечном итоге использовать эту формулу для расчета потерь напора при фильтрации охлаждающей воды в реальных натурных судовых рыбоохладителях.
Предлагаемая модель рыбоохладителя для исследования процесса фильтрации воды иллюстрируется чертежом, представленным на фигуре.
На фигуре показан общий вид модели рыбоохладителя для исследования процессов фильтрации воды.
Модель рыбоохладителя содержит емкость 1 с люком 2 для загрузки. В емкости 1 над днищем 3 установлена решетка 4 с сеткой. К емкости 1 примыкает вспомогательная вертикальная камера 5. К вспомогательной вертикальной камере 5 примыкает другая вспомогательная вертикальная камера 6. К вспомогательной вертикальной камере 6 примыкает неподвижная емкость-аккумулятор 7. В неподвижной емкости-аккумуляторе 7 установлена подвижная емкость-насос 8. В днище 9 подвижной емкости-насоса 8 выполнено отверстие 10, в которое установлено съемное сопло 11. В отверстие 10 могут быть установлены съемные сопла 10 с разным живым проходным сечением. Подвижная емкость-насос 8 в верхней части имеет две петли-проушины 12. В петли-проушины 12 вставляют цапфы (не показаны) для соединения подвижной емкости-насоса 8 с подъемным устройством (не показано). Вспомогательная вертикальная камера 5 снабжена патрубком 13. Патрубок 13 расположен выше средней линии камеры 5 и соединен с центральной трубой 14. Патрубок 13 необходим для сообщения емкости 1 со вспомогательной вертикальной камерой 6. Со стороны емкости 1 патрубок 13 снабжен сеткой 15. Сетка 15 предотвращает попадание моделей рыбы при обратной циркуляции фильтрующейся воды через слой моделей рыбы. Вспомогательная вертикальная камера 6 в нижней части снабжена патрубком 16. Патрубок 16 служит для сообщения неподвижной емкости-аккумулятора 7 через вспомогательную вертикальную камеру 5 с емкостью 1. Над патрубком 16 в стенке 17 вспомогательной вертикальной камеры 6, при этом стенка 17 примыкает к неподвижной емкости-аккумулятору 7, установлен патрубок 18. Патрубок 18 служит для сообщения неподвижной емкости - аккумулятора 7 со вспомогательной вертикальной камерой 6. Патрубки 16 и 18 закрываются поочередно в зависимости от направления циркуляции фильтрующей воды конической пробкой 19. В верхней части обе вспомогательные вертикальные камеры 5, 6 снабжены вентилями 20 для удаления воздуха. Центральная труба 14 вспомогательной вертикальной камеры 5 в нижней части снабжена вентилем 21 для слива воды в мерную емкость 22. Патрубок 16 вспомогательной вертикальной камеры 6 снабжен вентилем 23 для слива воды в мерную емкость 22 или в сливную емкость 24. Мерная емкость 22 установлена на двутавровой тумбе 25 в сливной емкости 24. Емкость 1 установлена на двух тумбах 26. Емкость 1 снабжена патрубком 28, выполненным в стенке 27, примыкающей к вспомогательной вертикальной камере 5, и расположенным между днищем 3 и решеткой 4 емкости 1. Патрубок 28 служит для сообщения емкости 1 через вспомогательные вертикальные камеры 5 и 6 с емкостью-аккумулятором 7 при осуществлении обратной циркуляции фильтрующейся воды. Позицией 29 обозначен уровень воды.
Модель рыбоохладителя для исследования процесса фильтрации воды работает следующим образом.
1). Для осуществления прямой циркуляции воды (т.е. по часовой стрелке) в емкости 1 коническую пробку 19 удаляют из патрубка 18 и устанавливают пробку 19 в патрубок 16. Для этого подвижную емкость-насос 8 удаляют из неподвижной емкости-аккумулятора 7. После перестановки конической пробки 19 подвижную емкость-насос 8 устанавливают обратно в неподвижную емкость-аккумулятор 7. Таким образом разобщают неподвижную емкость-аккумулятор 7 со вспомогательной вертикальной камерой 5. Затем через люк 2 для загрузки помещают модели рыб на решетку 4 с сеткой и равномерно их распределяют на решетке 4. Устанавливают в петли-проушины 12 цапфы (не показаны) и подсоединяют их к подъемникам (не показаны). После этого все устройство заполняют водой до уровня 29. Включают подъемники, которые снизу вверх давят на цапфы в петлях-проушинах 12 и плавно и равномерно поднимают подвижную емкость-насос 8. При этом возникает напор, под воздействием которого вода из подвижной емкости-насоса 8 через сопло 11 перетекает в неподвижную емкость-аккумулятор 7. Из неподвижной емкости-аккумулятора 7 вода через патрубок 18 поступает во вспомогательную вертикальную камеру 6, где после повышения уровня воды выше уровня 29 вода поступает через патрубок 13 в емкость 1. Уровень воды в емкости 1 поднимается и за счет возникающего напора вода начинает фильтроваться через слой моделей рыбы, поступает под решетку 4 и по патрубку 28 во вспомогательную вертикальную камеру 5. Уровень воды в камере 5 повышается до уровня 29 и переливается в центральную трубу 14. Из центральной трубы 14 вода сливается в мерную емкость 22 или сливную емкость 24.
2) Для осуществления обратной циркуляции воды все действия совершают аналогично, только коническую пробку 19 устанавливают в патрубок 18, предварительно удалив пробку 19 из патрубка 16. Таким образом разобщают вспомогательную вертикальную камеру 6 с неподвижной емкостью-аккумулятором 7 и сообщают ее с камерой 5. После того, как все устройство наполнено водой до уровня 29, включают подъемники и медленно поднимают подвижную емкость-насос 8. При этом возникает напор, под воздействием которого вода перетекает через сопло 11 из подвижной емкости-насоса 8 в емкость-аккумулятор 7. Из емкости - аккумулятора 7 вода поступает через патрубок 16 во вспомогательную вертикальную камеру 5, из камеры 5 через патрубок 28 вода поступает под решетку 4, на которой уложены модели рыб. При этом происходит фильтрация воды. Уровень воды в емкости 1 повышается, и через патрубок 13 вода поступает во вспомогательную вертикальную камеру 6, а из нее через патрубок 16 в мерную емкость 22 или в сливную емкость 24.
За время подъема подвижной емкости-насоса 8 как при прямой циркуляции фильтрующейся воды, так и при обратной циркуляции делают 2-3 замера расхода воды, используя для этого мерную емкость 22.
При этом сначала испытания проводят на моделях рыб в виде веретена (треска, сельдь, мойва), а затем на моделях плоских рыб, таких как ерш, камбала, палтус и т.д. Напор потока воды определяют с помощью пьезометров, которые установлены герметично в отверстиях (не показаны), выполненных в корпусе емкости 1. Кроме того, при больших скоростях фильтрации может резко повыситься уровень воды в емкости 1, поэтому в этом случае люк 2 для загрузки закрывают крышкой (не показана).
Предлагаемое в качестве полезной модели устройство позволяет проводить необходимые исследования при изучении процесса фильтрации воды, т.е. проводить исследования потерь напора, что в итоге позволяет определить необходимую для расчета потерь напора формулу и использовать ее для подобных расчетов в реальных судовых рыбоохладителях.
Создана и испытана модель рыбоохладителя для исследования процесса фильтрации воды.