ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД
HYDRODYNAMIC EXPERIMENTAL STAND

Изобретение относится к экспериментальной гидромеханике, в частности к экспериментальным стендам, предназначенным для исследования гидродинамики потока, например, гидросопротивлений в вертикальных и наклонных трубах.
Известно устройство, содержащее насос, систему трубопроводов подачи жидкости с устройствами замера расхода, формкамеру с сотовыми решетками и мелькоячеистыми сетками, конфузор, экспериментальный участок, сбросной трубопровод и бак жидкости (авторское свидетельство SU №838385, 1978 г.). Однако конструкция данного устройства не позволяет измерять гидросопротивления в вертикальных трубах.
Наиболее близким по технической сути является гидравлический экспериментальный стенд, содержащий насос, систему трубопроводов подачи жидкости с устройствами замера расхода, форкамеру с сотовыми решетками, конфузор, экспериментальный участок, сбросный трубопровод и бак жидкости (авторское свидетельство SU №787926, 1978 г.). Однако конструкция данного устройства не позволяет измерять гидросопротивление в каналах и трубах различной ориентации.
Технический результат - увеличение диапазона измеряемых характеристик при исследовании гидродинамики двухфазных потоков.
Он достигается тем, что в устройстве, содержащем бак жидкости, систему трубопроводов подачи жидкости, имеется экспериментальная труба, соединенная с баком жидкости, оснащенным угломером, через гибкий шланг и снабженная сверху воронкой слива, соединенной с баком-уровнедержателем переливной трубой, воздушная труба, соединяющая компрессор и экспериментальную трубу через воздушный коллектор и капилляры, оснащенные пережимами и соединенные с экспериментальной трубой, для замера потерь напора двухфазного потока в трех сечениях экспериментальной трубы установлены дифференциальные манометры, связанные с экспериментальной трубой, бак-уровнедержатель оснащенный мерной линейкой, запорным вентилем и мерной емкостью, установленными на конце переливной трубы, манометр для замера давления воздуха в воздушном коллекторе, а воздушная труба оснащена датчиком расхода воздуха.
Воронка слива жидкости возвращает жидкость, выплеснувшуюся из трубы в бак-уровнедержатель, тем самым поддерживая постоянный уровень жидкости. Угломер необходим для проведения опытов с наклонной трубой и нужен чтобы наклонить экспериментальную трубу на требуемый угол. Гибкий шланг, позволяет отклонять экспериментальную трубу от вертикального положения. Мерная емкость необходима для измерения расхода жидкости, а запорный вентиль перекрывает отток жидкости из мерной емкости в бак-уровнедержатель.
На чертеже изображено предлагаемое устройство:
фиг. 1 - общий вид.
Устройство содержит экспериментальную трубу 1, соединенную с баком жидкости 2 через гибкий шланг 3 и оснащенную воронкой слива 4 в верхней части. Бак-уровнедержатель 5 с мерной линейкой 6, соединенный переливной трубой 7 с воронкой 4 и оснащенный мерной емкостью 8 и запорным вентилем 9. Воздушную трубу 10, с датчиком расхода 11, соединяющую компрессор 12 и воздушный коллектор 13, оснащенный капиллярами 14, с пережимами 15 и манометром 16. Систему трубопроводов подачи жидкости 17, соединяющую бак жидкости 2 и бак-уровнедержатель 5. Угломер 18, установленный на баке жидкости 2, дифференциальные манометры 19, установленные в трех сечениях экспериментальной трубы 1.
Устройство работает следующим образом.
Бак жидкости 2 и экспериментальная труба 1 наполняются рабочей жидкостью через бак-уровнедержатель 5 по системе трубопровода 17 подачи жидкости до необходимого уровня. Затем подается воздух от компрессора 12 через воздушную трубу 10, коллектор 13 и капилляры 14. Часть жидкости поступает из трубы 1 в воронку слива 4 и попадает в мерную емкость 8 по переливной трубе 7. Слив из мерной емкости 8 осуществляется через запорный вентиль 9. После установления в экспериментальной трубе 1 постоянного режима работы, по дифференциальным манометрам 19 и мерной линейке 6 фиксируют уровни жидкости. Расход воздуха и давление в коллекторе 13 контролируются по манометру 16 и датчику расхода воздуха 11. Расход воздуха через каждый капилляр 14 регулируется с помощью пережимов 15.
При исследовании гидродинамики в наклонной трубе, экспериментальную трубу 1 с гибким шлангом 3 наклоняют на нужный угол, измеряемый угломером 18.
Положительный эффект - предлагаемое устройство позволяет определить потерю напора в зависимости от расхода воздуха, уровня жидкости, плотностей жидкости и газа в вертикальных и наклонных трубах, различного диаметра и длины.