Модель рыболовного орудия в соответствии с магнитогидродинамической аналогией Советский патент 1990 года по МПК G09B25/02 A01K79/00 

Изобретение относится К физическому моделированию и может быть использовано в промышленном рыболовстве для исследования гидродинамического поля сферического кухтьшя рыболовного трала.

Целью изобретения является повышение точности моделирования путем имитации объемного гидродинамического поля сферического кухтыля при обтекании его потоком в чакритическом режиме.

На фиг.1 показана модель сферического кухтыля, общий вид; на фиг.2 - схема плавного обтекания сферического кухтыля; на фиг.З - схема обтекания в з/акритпчроко-f режиме;на фиг.4 - график распределения вызванной скорости по поверхности кухтыля

Модель рыболовного орудия содержит обмотку 1, нанесенную на диэлектрическую сферу 2 и подключенную, к входу источника 3 электрического напряжения, и соленоид 4. Соленоид 4 и обмотка 1 установлены при помощи ползунов 5 на стойках 6 и 7, расположенных на основании 8, а их продольные оси расположены на одной горизонтальной прямой. Плоскость витков обмотки 1 перпендикулярна продольной оси сферы 2, а проекция их числа на эту ось выбрана постоянной. Обмотка 1 и соленоид 4 включены между собой встречно, длина соленоида 4 составляет 20 его диаметров, при этом конец 9 соленоида 4 лежит на поверхности сферы 2.

Сл

00 СО

оо to ю

/uirlMf ip i d и Д ПШЫ rd.nenoH- л-i 1 . 0 d обусловлен г М дующими соображениями. При бечо грынном О ТРКП- нин сферического кухтыдя 10 поток жидкости 1 1 плавно обтекает его, кри- 1 J вызванной скоросч и показана на фиг. 4. Экспериментально установ- |лено, что гидродинамическое поле выз- ванных скоростей кухтыпя в этом слу- чае моделируется сферической обмоткой 1, витки которой перпендикулярны продольной оси АВ сферы, а проекция числа витков на эту ось выбрана постоянной. При обтекании сферического кухтыля 10 наблюдается закритический режим обтекания, который характеризуется отрывом потока 12 в фиксированной точке с координатой 0 140 , и кривая 14 скорости показана на фиг.4. Поэтому в предлагаемой модели конец 9 соленоида расположен на поверхности сферы 2 с координатой 6 - 140° ( с( 40°), а его диаметр ./

-f - К m-sin 40°.

Так как в заднем конце сферы 2 кривая 13 вызванной скорости (при закрнтическом режиме обтекания) не симметрична кривой 14, то обмотки 1 и соленоид 4 включены между собой встречно. При этом продольная ось ЛВ сферы 2 и продольная ось CD соленоида 4 расположены на одной горизонтальной прямой KF.

При пропускании тока по обмотке 1 и соленоиду 4 вокруг них возникает объемное магнитное поле, которое имитирует объемное гидродинамическое поле вызванных скоростей, возникающее при закритическом обтекании сферического кухтыпя.

Модель работает следующим образом.

Перед началом исследования выбирают линейный масштаб моделирова- ния т. Изготавливают из дерева диэлектрический сферический каркас 2 и наносят на него обмотку 1 и соленоид 4. При этом длину соленоида выбирают равной 20 диаметрам, плос- кости витков на сферическом каркасе 2 располагают перпендикулярно его продольной оси АВ, число витков на единицу ее дпины выбирают постоянной, что способствует правильной имитации картины безотрывного обтекания сферического кухгыля потоком. Затем устанавливают на с гонках 6 и 7 каркас 2 с обмоткой 1 и соленоид 4, при этом

продольные оси гферм и сп-нчьчы, при помощи ползунов 5 р.чсполт лпг на одной горизонтальной кривой, рачмщыя конец соленоида 4 на поверхности сферы 2 и соединяя обмотку 1 и соленоид 4 встречно, что способствует правиаь ной имитации картины обтекания сферического кухтьшя в закритическом режиме.

После подключения обмотки 1 и соленоида 4 к выходу источника 3 электрического напряжения, например звукового генератора, вокруг обмотки 1 и соленоида 4 возникает переменное магнитное поле с напряженностью Н, которое согласно магнитогидродинами- ческой аналогии имитирует гидродинамическое поле вызванных скоростей W сферического кухтыпя при обтекании его потоком в закритическом режиме.

В соответствии с магнитогидроди- намической аналогией в сходственных точках геометрически подобных областей магнитного и гидродинамического поля вызванных скоростей имеет место равенство

Wi Н,

W,

Н,

где Wt и W 7 - вызванные скорости в

двух любых точках, И, и II.j - напряженность в сходственных точках магнитного поля.

Измерение напряженности Н переменного магнитного поля производят оним из известных способов, в частности с помощью калиброванной измерительной катушки сечением S и числом витков w. Катушку размещают в интересующих точках поля и с помощью вольтметра измеряют наведенную в катушке ЗДС, которая изменяется по синусоидальному закону

Е 4,44 Ф f-w ,

где Е - амплитуда наведенной в катушке ЭДС

Ф - пронизывающий катушку магнитный поток; f - частота синусоидального пеА ременного тока; w - число витков измерительной

катушки.

Так как пронизывающий катушку магнитный поток f H S, а магнитная проницаемость воздуха 1,

5

нечичшы амплитуды )ДС I,

4,44 Н f S w, то неличина напряuК

женности Н -т-,-;-г--- 4,44 f S w

Для того, чтобы не пересчитывать измеренную величину ЭДС на величину W, заранее строят тарировочную кривую показаний вольтметра в значениях вызванных скоростей путем измерений в поле известной напряженности.

При измерении поля измерительную катушку помещают в различных точках нескольких плоскостей (параллельных и перпендикулярных) вокруг модели и производят измерения в этих точках На листе миллиметровой бумаги строят разрезы поля по плоскости измерений, наносят на них в соответствующих точках результаты измерений и по совокупности измерений в этих плоскостях получают пространственную картину поля.

Модель имеет простое конструктивное исполнение, не требует для своего обслуживания специального оборудования, в то же время обеспечивает ис1

)

0

5

0

5

следование и демонстрацию в учеГммн аудитории объемного гидродннямичег- кого поля вызванных скоростей сферического кухтыля.

Формула изобретения

Модель рыболовного орудия в соответствии с магнитогидродинамичегкой аналогией, содержащая диэлектрический, установленный на основании каркас с обмоткой, витки которой перпендикулярны продольной оси каркаса и соединены с входом источника электрического напряжения, отличающая- с я тем, что, с целью повышения точности моделирования путем имитации объемного гидродинамического поля сферического кухтыля при обтекании его потоком в закритическом режиме, она имеет установленный на основании соленоид, горизонтальная ось которого расположена на одной оси с каркасом, последний выполнен в виде сферы, контактирующей с соленоидом, обмотки каркаса и соленоида соединены встречно, а длина соленоида равна 20 его диаметрам.

Изобретение относится к промышленному раболовству и может быть использовано в учебном процессе для моделирования гидродинамического поля сферического кухтыля. Целью изобретения является повышение точности моделирования путем имитации объемного гидродинамического поля модели сферического кухтыля при обтекании его в закритическом режиме. Модель содержит обмотку, нанесенную на диэлектрическую сферу и подключенную к входу источника электрического напряжения, и соленоид. Соленоид и обмотка установлены при помощи ползунов на стойках, расположенных на основании, а их продольные оси - на одной горизонтальной прямой. Плоскость витков обмотки перпендикулярна продольной оси сферы, а проекция их числа на эту ось выбрана постоянной. 4 ил.

Фиг.1

11

фиг.З

фиг. Z

12