СТЕНД ДЛЯ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЦИКЛОНА
STAND FOR ATMOSPHERIC CYCLONE SIMULATION

Изобретение относится к испытаниям различных конструкций или устройств, а более конкретно к области экспериментальной гидродинамики, объясняющей возникновение циркуляционных образований в движущейся атмосфере.
Известно изобретение [1] в котором лоток имеет прямоугольную форму поперечного сечения, включающий боковые смотровые окна и фланец для соединения с проточной частью гидролотка, у которого с целью укрепления конструкции и уменьшения влияния границ на поток жидкости, рабочий участок снабжен кавитатором с фиксированными кромками отрыва, преимущественно в виде клина, установленного между его боковыми стенками, выполненными с отверстиями, расположенными за кавитатором и соединенными; с источником сжатого газа.
Недостатком этого устройства является отсутствие деталей, формирующих изгиб потока.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрано устройство для изучения динамики движения потока жидкости на изгибе русла [2].
Указанное устройство состоит из связанных между собой входной камеры с отверстием на дне для впуска воды, через который производится подключение к водопроводу через патрубок и успокоителями потока, соединенной другим концом с прямолинейным входным участком прямоугольного сечения, другой конец которого соединен с входом поворотного участка, который, в свою очередь соединен с прямолинейным выходным участком, заканчивающимся выходной камерой со сливным отверстием, при этом все элементы выполнены из дерева, покрытого парафином.
К недостаткам этого устройства относятся невозможность наблюдения потоков воды внутри жидкости входного и поворотного участков, а также невозможность регулирования скорости потока.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей прототипа - наблюдения струй (полос) жидкости внутри потока.
Указанный результат достигается тем, что в известной конструкции для выполнения роли стенда имитационного моделирования атмосферного циклона патрубок снабжен краном, установленным между дном входной камеры с местом подключения водопровода, а в начале входного участка установлена решетка, в центр ячеек которой в жидкость помещают трассер, в качестве которого выступает тонкий гибкий объект, например, шелковая или синтетическая нить. Для обеспечения возможности наблюдения трассера внутри потока прямоугольный входной и поворотный участки выполнены из прозрачного материала.
Кроме этого на боковой стороне конечной части, соединенной с выходной камерой сделан вертикальный вырез, частично закрывающийся подвижной кулисой с фиксатором ее положения в вырезе. Все детали конструкции выполнены из прозрачного материала, а вся конструкция размещена на регулируемых по высоте опорных ножек.
Изобретение позволяет наблюдать положение трассера внутри потока и регулировать скорость потока, перемещая и фиксируя кулису в вырезе и установкой интенсивности истечения потока воды с помощью крана.
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами, на которых Фиг. 1 изображает конструкцию предлагаемого устройства, где изброжены следующие ее элементы:
1 - входная камера;
2 - входное отверстие;
3 - патрубок водопровода;
4 - кран;
5 - успокоители потока;
6 - решетка;
7 - прямоугольный входной участок;
8 - дно канала;
9 - внутренний изгиб;
10 - внешний изгиб;
11 - поворотный участок;
12 - прямоугольный выходной участок;
13 - выходная камера со сливным шлангом;
14 - вырез в боковой стороне выходной камеры;
15 - кулиса;
16 - крепеж;
17 - трассер;
18 - регулируемые по высоте опорными ножками;
На фиг. 2 изображено устройство регулирования стока.
Описанным выше стендом для имитационного моделирования атмосферного циклона пользуются следующим образом:
1. Изменяя длину опорных ножек (18) с помощью уровня устанавливают горизонтальное положение конструкции, содержащей скрепленные между собой входную камеру (1), прямоугольный входной участок (7), поворотный участок (11), прямоугольный выходной участок (12) и выходную камеру (13) со сливным шлангом (на рисунке не показан).
2. К патрубку (3) соединенному с отверстием (2) и краном (4).
3. Кулису (15), размещенную в вырезе в боковой стороне выходной камеры (14) с помощью крепежа (16) перемещают в положение, соответствующее заданной скорости потока (см. фиг. 2). Эту величину заранее определяют опытным путем совместно с конкретным положением крана (4).
4. Заполняют конструкцию водой, для чего открывают кран (4) на известное положение. После достижения постоянства скорости потока, в одну из ячеек решетки (6) пускают трассер (17) и примерно через 1-3 минуты сверху делают съемку конструкции с помощью устройство получения изображения трассера (19).
Перемещая положение трассера (17) по ячейкам решетки (6) получаем изображение направления потоков внутри жидкости.
Источники информации:
1. АС №567988 «Рабочий участок гидролотка».
2. Милович А.Я. Нерабочий изгиб потока жидкости// Бюллетень политехнического общества, №10, 1914, стр. 485-563.