Устройство для исследования фильтрационных моделей при конструировании дренажа Советский патент 1993 года по МПК E02B11/00 

ел

с

Изобретение относится к мелиорации и может применяться для исследования филь- трационных моделей при конструировании дренажа. Цель изобретения - повышение эффективности, оперативности и точности фильтрационных исследований. Изготавливают и устанавливают модель области фильтрации, верхний край модели зажимают установленными шинами, к одному из зажимов шины подключают электропривод с потенциалом. На модель области фильтрации устанавливают через шарнир, модель дрены, которую прикрепляют к штанге через эбонитовые пластины, к модели дрены подключают электропривод с потенциалом и в разрыв подключают цифровой миллиамперметр. На штангу уста на вливают груз массой 1-2,5 кг и включают прибор ЭГДА. При этом регулируют напряжение 10-14 Вт, а силу тока выбирают 2-3,5 МА 3 ил.

Изобретение относится к мелиорации и может найти применение при исследовании фильтрационных моделей при конструировании дренажа,

Известно устройство для исследования фильтрации в мелиоративных и гидротехнических сооружениях при электрическом моделировании течений жидкости в пористых телах. Исследования проводят на электрической модели методом ЭГДА, для чего в соответствии с законами моделирования в некотором линейном масштабе подбирают электрическую модель, а водопроницаемый грунт моделируют специальной электропроводной бумагой, электрическими растворами или металлической фольгой.

Наиболее близким техническим решением является устройство для исследования

фильтрационных моделей при конструировании дренажа методом ЭГДА, включающее модель дрены, модель области фильтрации из электропроводной бумаги, модель полосовой гибкой шины и подключенный в разрыв цепи дрены миллиамперметр. Исследования проводят путем замеры силы тока и построения линии разных потенциалов с интервалом 10% общей их разности.

Недостатки известного устройства: интеграция модели дрены в электропроводящую бумагу и подстилающий картон приводит к повреждению бумаги и изменению ее электрических характеристик. Кроме того, при проведении исследований происходит отклонение модели дрены от вертикали, а на построенных линиях разных потенциалов появляется сильный разброс

V4 О

СЛ Ю

точек, что, в конечном итоге, приводит к снижению точности исследований.

Цель изобретения - повышение эффективности и точности фильтрационных исследований.

Цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем модель дрены, размещенную в модели области фильтрации из электропроводной бумаги, электрическую цепь с подключенными в нее электрическими приборами для создания разности потенциалов, оно дополнительно снабжено опорным элементом и шарнирно связанной с ним одним концом штангой, размещенной параллельно модели области фильтрации, при этом на противоположном конце штанги установлен фиксирующий груз и смонтированы две эбонитовые пластины, между которыми зажата модель дрены, установленная на модели области фильтрации перпендикулярной ей, причем последняя имеет объемные подкладки, выполненные и з диэлектрического материала.

На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 - то же, план; на фиг.З - кривые, по которым определен оптимальный вес фиксирующей нагрузки.

Устройство содержит изготовленную из электропроводной бумаги модель фильтрации 1, один конец которой закреплен на рабочем столе 2 устройства с помощью шин 3. Параллельно модели фильтрации 1 размещена штанга 4, один конец которой шарнир- но связан с опорным элементом 5, установленным на рабочем столе 2. На противоположном конце штанги 4 смонтированы треугольник 6 с отверстиями и две эбонитовые пластины 7 с поперечными проточками, между которыми помещена модель дрены 8, имеющая поперечное упорное кольцо. Модель дрены 8 прикреплена к угольнику 6 и установлена на модели области фильтрации 1 перпендикулярно последней. Под моделью 1 размещены съемные подкладки 9, выполненные из диэлектрического материала (например из дерева). Для создания разности потенциалов устройство снабжено электрической цепью с подключенными в нее электроприборами; ЭГДА 10 и цифровой миллиамперметр 11. Один из концов этой цепи соединен с одним из зажимов шин 3, а другой - с моделью дрены 8.

Модель 1 пригружена фиксированной нагрузкой 12, которая необходима для уменьшения разброса точек при повторных экспериментах. Груз 12 размещен на штанге 4, а вес его выбран в пределах 1-2,5 кг. При нагрузке менее 1 кг, как показали эксперименты, наблюдается сильный разброс

точек, а верхнее граничное условие было выбрано из расчета прочности на смятие сменных подкладок 9. Как показали расчеты, наибольшее прижимающее усилие составит около 2,74 кг. Кривые, представленные на фиг.З, показывают экспериментальное подтверждение найденной расчетным путем нагрузки 12.

Работает устройство следующим обра0 зом.

После сборки устройства включают прибор ЭГДА 10 и миллиамперметр 11. Устанавливают напряжение в пределах 10-14 Вт, что соответствует откорректированной силе

5 тока идеальной дрены, равной 2,85 мА. Эта величина существенным образом влияет на исследуемую область фильтрации. Под воздействием фиксированной нагрузки 12 модель дрены 8 устанавливают на модель

0 области фильтрации 1 на определенную глубину h, которая соответствует (в масштабе) глубине заложения дрены. При этом игла 13 строит линии равных потенциалов с интервалом 10% общей их разности, проводит

5 линии токов и по известной методике определяют величины дренажного стока.

С помощью этого устройства было определено оптимальное значение фиксирующей нагрузки. Исследования были

0 выполнены с трехкратной повторяемостью при напряжении 10,11,12,13 и 14 Вт, масса фиксирующей нагрузки составляла 50, 100, 200, 400, 600, «00, 1000, 1200, 4300, 4800, 5400 г. Были построены графики зависимо5 сти У(С), из последних видно, что наименьший разброс точек и наиболее плавные кривые получены при нагрузке 1-2,5 кг.

Предложенное устройство позволит повысить точность экспериментов, их опера0 тивность, уменьшить сроки и стоимость экспериментальных работ.

Формула изобретения 1. Устройство для исследования фильтрационных моделей при конструировании

5 дренажа, содержащее модель дрены, размещенную в модели области фильтрации из электропроводной бумаги, электрическую цепь с подключенными в нее электрическими приборами для создания разности по0 тенциалов, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и точности фильтрационных исследований, оно снабжено опорным элементом и шарнирно связанной с ним одним концом штангой,

5 размещенной параллельно модели области фильтрации, при этом на противоположном конце штанги установлен фиксирующий груз и смонтированы две эбонитовые пластины, между которыми зажата модель дре- ны. установленная на модели области

V

S,o

#

/,г0,9уг

l.o

W3,0 ty

Ш 3

6,0

& С,