Учебная установка для проведения лабораторных работ по гидравлике Советский патент 1989 года по МПК G09B23/12 

3 5

Фиг. 1

съемный элемент 9, ныполненньв в ни- де треугольной призг-№1, водомерную иглу 10 и средство для продольного перемещения горизонтальной плиты 6, состоящее из гайки 11, взаимодейст- вугацего с ней горизонтального винта 12 и зубчатой пары 13 с маховиком 14, Располагая горизонтальную плиту 6 вплотную к водосливному сооружению 4 (в этом случае съемный элемент 9 отсутствует), исследуют водный поток без водобойного колодца путем изменения глубины потока перемещением перегородки 8, замера урЪвней жидкости в приемной 2 и отводящей 3 частях лотка водомерной иглой 10 и сравнения полученных значений с pac4eTHMNni дан14

2399

ными. Перемещая горизонтальную плиту 6 средством для ее продольного перемещения и помещая между моделью водосливного сооружения 4 и водобойным колодцем 5 съемньш элемент 9, исследуют характер гашения энергии бурного потока водобойным колодцем различного профиля (достаточной и недостаточной глубины, -достаточной и недостаточной длины, с наличием съемного элемента 9 и без него), изменяя при этом перегородкой 8 глубину потока и замеряя водомерной иглой 10 параметры гидравлического прыжка, профиля свободной поверхности потока в зоне гидравлического прыжка и водосливного сооружения 4. 3 ил.

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и позволяет расширить диапазон решаемых задач при изучении работы водобойных колодцев и выборе их оптимальных размеров при сопряжении бьефов с различт 1ми расходами воды. Установка содержит лоток 1 с приемной 2 и отводящей 3 частями, модель водосливного сооружения 4, водобойный колодец 5, выпол- ; ненный в виде горизонтальной плиты : 6 к вертикальной пластины 7, прикрепленной снизу к кромке шшты б, средство изменения глубины потока, выполненное в виде вертикально расположе - ной перегородки 8, установленной поперек отводящей части 3 лотка с возможностью вертикального перемещения,

1

Изобретение относится к демонстрационным устройствам и может быть использовано, например, при изучений гидравлических процессов.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач при исследовании характеристик гашения энергии водного потока.

На фиг.1 представлена установка, об1ций вид; на фиг.2 - схема замеряемых и расчетных величин; на фиг.З - разрез А-А на фиг.I.

Установка содержит лоток 1 с приемной 2 и отводящей 3 частями. Модель водосливного соорулсения 4, имитатор 5 водобойного колодца, состоящий из горизонтальной плиты 6 и вертикальной пластины 7, прикрепленной снизу к кромке плиты 6, средство изменения глубины потока, выполненное в виде вертикально расположенной перегородки 8, установленной поперек отводящей 3 части лотка с возможностью вертикального перемещения, средство для продольного перемещения: имитатора 5 водобойного колодца, имитатор 9 гашения энергии водного потока выполненный в виде треугольной г{риз- мы, установленной на дне имитатора 5 водобойного колодца, и водомерную иглу 10, установленную с возможностью перемещения вдоль лотка 1 .

Средство для продольного перемещения имитатора 5 водобойного кoJ7c дцa состоит из гайки 1 I, закрепленной на плите 6, взаимодействующего с гайкой II горизонтального вин га 12, на дру0

5

0

5

0

5

гом конце которого размещена зубчатая пара 13 с маховиком 14.

Для подвода воды установка снабжена подводящим трубопроводом 15 с водомерным устройством 16, а для отвода - сливной воронкой 17 и баком 18.

В процессе исследований демонстрируется несколько случаев работы установки.

В этом случае горизонтальная плита 6 вплотную придвинута к водосливному сооружению 4, съемньй элемент 9 отсутствует.

Зная расход воды, определяемый водомерным устройством 16, и ширину лотка В, вычисляют критическую глубину потока h. Затем исследуют характер установившегося течения водного потока при постоянном расходе воды, что контролируется периодическими замерами уровня жидкости в приемной 2 части лотка водомерной иглой 10. В этом случае образующаяся на модели водосливного сооружения 4 форма поверхности водного потока соответствует кривой bj, , описью агацей поверхность типа кривой спада, что подтверждается замерами глубины потока по длине водосливного сооружения 4 водомерной иглой 10.

Устанавливая средством 8 изменения глубины потока минимально возможный уровень воды в отводящей части 3 лотка, замеряют водомерной иглой 10 глубину hg воды в отводящей

3

части лотка и в конце водосливного сооружения hf. и рассчитывают раздальпотока по соответ

ную глубину Ьрд ствующей формуле.

При этом соблюдение условия Ьрд,л hj соответствует случаю сопряжения бьефов по типу отогнанного гидравлического прыжка, при котором возникают условия гашения энергии бурного потока применением специальных сооружений типа водобойных колодцев с глубиной , рассчитываемой по соответствующей формуле.

По заданной глубине d водобойного колодца, равной высоте вертикальной пластины 7, рассчитывается требуемая

глубина потока hj g в отводящей час- 20 лабораторш к работ по гидравлике,

ти 3 лотка, а также требуемая длина С водобойного колодца.

При помощи водомерной иглы 10, i средства 8 изменения глубины потока и средства 8 продольного переме- щения имитатора 5 водобойного колодца устанавливают полученные расчетным путем заданную глубину потока .gg и заданную длину 1 водобойного колодца, в результате чего демонстрируется затопленный гидравлический прыжок, профиль которого, а также профиль свободной поверхности потока в зоне затопленного гидравлического прыжка определяется с помощью водомерной иглы 10,

Помещая между моделью водосливного сооружения 4 и имитатором 5 водобойного колодца имитатор 9 гашения

содержащая лоток, модель водосливного сооружения и имитатор водобойного колодца, состоящий из горизонтальной плиты и вертикальной пластины, при25 крепленной снизу к кромке плиты, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем исследования характеристик гашения энергии водного по30 тока, она снабжена средством изменения глубины потока, выполненным в виде вертикально расположенной перегородки, установленной поперек отводящей части лотка с возможностью верти2g кального перемещения, средством для продольного перемещения имитатора водобойного колодца, имитатором гашения энергии водного потока, выполненным в виде треугольной призмы, уста- энергии водного потока, исследуют ха- до новленной на дне имитатора водобой- рактер гашения энергии бурного пото- ного колодца, и водомерной иглой, ус- ка водобойным колодцем при наличии и тановленной в лотке с возможностью отсутствии имитатора 9.перемещения вдоль неге.

Изменяя средством изменения глубины потока глубину воды в отводящей 3 части лотка, моделируют водобойный

колодец недостаточной глубины и демонстрируют динамику изменения характера и размеров гидравлического прыжка.

Изменяя средством для продольного

перемещения имитатора 5 водобойного колодца длину водобойного колодца, моделируют водобойный колодец недостаточной длины и демонстрируют динамику изменения характера и размеров

гидравлического прьиска.

Формула изобретения Учебная установка для проведения

содержащая лоток, модель водосливного сооружения и имитатор водобойного колодца, состоящий из горизонтальной плиты и вертикальной пластины, прикрепленной снизу к кромке плиты, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем исследования характеристик гашения энергии водного потока, она снабжена средством изменения глубины потока, выполненным в виде вертикально расположенной перегородки, установленной поперек отводящей части лотка с возможностью вертикального перемещения, средством для продольного перемещения имитатора вообойного колодца, имитатором гашеФиг. 2

Фцг.З