Способ определения коэффициента скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры в лабораторных условиях Советский патент 1990 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к строительству морских нефтегазопромысловых платформ и может быть использовано при модельных исследованиях элементов платформ в лабораторных условиях.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет совмещения измерения волнового давления на элемент с измерением скорости волнового потока в исследуемом месте элемента .

На фиг.. 1 изображена схема лабораторной установкиi на Фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом.

Измерительная секция 1 монтируется на элементе 2. Последний должен

жидкости, в нагрузку на пластинки чувствительного элемента тензометри- ческого датчика 5 будет не меньше 98%, что позволяет оттарировать указанные датчики по скорости, создавая в лотке 3 течения с различными скоростями.

Коэффициент скоростного сопротив

Изобретение относится к области гидротехнического строительства. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет совмещения изменения волнового давления на элемент с измерением скорости волнового потока в исследуемом месте элемента. Два тензометрических датчика типа механотрона располагают на противоположных сторонах по отношению к продольной оси симметрии элемента в плоскости, перпендикулярной продольной оси элемента. Производят монтаж измерительной секции на элементе таким образом, чтобы тензометрические и мембранные датчики располагались в одной плоскости. К чувствительным элементам тензометрических датчиков прикрепляют перпендикулярно к ним пластинки, площадь которых составляет 20÷30 мм 2. Оси чувствительных элементов располагают параллельно лучу распространения волны. Закрепляют элемент в лотке. Генерируют в лотке течение потока воды с заданными скоростями. Тарируют тензометрические датчики по скорости потока воды, после чего генерируют волны, высотой в 15 раз и более превышающие диаметр элемента. Одновременно снимают показания датчиков и определяют коэффициент скоростного сопротивления элемента. Способ позволяет с высокой точностью определить коэффициент скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры путем получения скоростной составляющей удельного давления на элемент. 3 ил.

быть помещен в лоток 3, который затем ю ления традиционно определяется по

заполняют водой А. Два тензометриче- ских датчика 5 типа механотрона располагают на противоположных сторонах элемента в плоскости, перпендикулярной продольной оси элемента. По периметру измерительной секции 1 в одной плоскости размещают датчики 6 давления мембранного типа. К чувствительным элементам тензодатчиков в

Н

уравнению Лаппо-Морисона, полученно му при допущении пренебрежения разм рами поперечного сечения элемента. Размещение тензометрических датчико 5 на элементе совместно с измерител ной секцией 1, в которой также размещены мембранные датчики 6, интегр рованием показаний которых по периметру секции 1 определяют удельную

виде усика прикрепляют перпендикуляр- 20 нагрузку на элемент 2, позволяет в

но к ним пластинки, площадь которых составляет 20-30 мм . Форма и размер пластинок определяются допускаемой ве- нагрузки на тензодатчик и необходимостью преобладания скорости составляющей волновой нагрузки. После этого элемент помещают в лоток и закрепляют его таким образом, чтобы :змерительная секция находилась под зодой, а ось, вдоль которой располо- чсены чувствительные элементы тензо- аатчиков, была расположена параллель- яо лучу распространения волн. Лоток заполняют водой.

На следующем этапе в лотке генерируют течение потока воды с разными скоростями, при этом тарируют по величинам этих скоростей тензометриче- ские датчики. Затем в лотке генерируют волны высотой, в 15 раз и более превышающие диаметр элемента. Одновременно снимают показания скорости с тензометрических датчиков и показания давления с мембранных датчиков, интегрируют эпюру давления по перимет ру измерительной секции, а затем, используя полученное значение удельной волновой нагрузки и замеренную скорость, получают величину коэффициента скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры.

Использование тензометрических датчиков 5 позволяет определить скорость , даже если скоростная составляющая волновой нагрузки на исследуемый элемент 2 не превышает 30% от суммарной, В этом случае вклад указанной составляющей, которая пропорциональна квадрату скорости частии

уравнению Лаппо-Морисона, полученному при допущении пренебрежения размерами поперечного сечения элемента. Размещение тензометрических датчиков 5 на элементе совместно с измерительной секцией 1, в которой также размещены мембранные датчики 6, интегрированием показаний которых по периметру секции 1 определяют удельную

5

5 Q

0

0

5

рамках укатанного допущения считать, что удельная нагрузка на элемент и скорость частиц жидкости измеряются в одной точке на оси расчетной схемы элемента 2.

Согласно известным способам лабораторных исследований скорость волнового потока измеряется с использованием скоростемеров типа вертушки. Вертушка обладает большой инерционностью, что не позволяет ей реагировать на периодическое изменение направления скорости частии воды при волновых движениях. Кроме того, вертушку невозможно расположить в том месте, где измеряется удельное давление на элемент. Обычно она устанавливается в лотке в одном створе с элементом. Перечисленные факторы не позволяют обеспечить высокую точность синхронного измерения волнового давления и скорости частиц воды, а следовательно, и определения коэффициентов скоростного сопротивления элементов глубоководной опоры.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности результатов лабораторных исследований за счет совмещения функций измерительной секции как установки, позволяющей определить скорость движения частиц воды и соответствующую удельную нагрузку малоинерционными датчиками давления.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента скоростного сопротивления элемента глубоководной опоры в лабораторных

условиях, включающий монтаж на элементе измерительной секции с установленными по ее периметру мембранными датчиками гидростатического давления закрепление элемента с измерительной секцией в логке, заполнение лотгка водой, генерирование волновых колебаний, снятие показаний датчиков и вычисление коэффициента скоростного сопротивления с использованием показаний мембранных датчиков, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет совмещения измерения волнового давления на элемент с измерением скорости волнового потока в исследуемом месте элемента, перед монтажом измерительной секции на исследуемом элементе глубоководной опоры на противоположных сторонах по отношению к продольной оси симметрии элемента в плоскости, перпендикулярной продольной оси элемента, устанавливают тензометрические датчики типа меха

нотронов, монтаж измерительной секции на элементе производят так, чтобы тензометрические и мембранные датчики были расположены в одной плоскости, закрепляют исследуемый элемент в лотке так, чтобы направление распространения генерируемых волн совпадало с осью, проходящей через тен- эометрические датчики, после чего к чувствительным элементам тензометри- ческих датчиков перпендикулярно к ним прикрепляют пластинки, затем заполняют лоток водой и генерируют сначала в лотке течение потока воды с заданными скоростями и при этом тарируют тенэометрические датчики по скорости потока воды, после чего в лотке генерируют волны, при этом сни0 мают показания мембранных датчиков гидростатического давления и тензо- метрических датчиков для вычисления коэффициента скоростного сопротивления в исследуемом месте элемента.

5

5

А-А

Направление распростране- «

HU ВОЛНХ гм / Ь

Фиг.Г