СТЕНД ДЛЯ ГИДРОАЭРОТЕРМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Советский патент 1969 года по МПК G01M9/00 

Изобретение относится к области теоретических и прикладных гидротер мичеоких исследований, связанных с изучением температурных полей и циркуляционных течений водных я воздушных потоков, в частности, может быть использовано для гидроаэротермического моделирования водоемов-охладителей тепловых электростанций.

Для моделирования кориолисовых сил, действующих на .водные и воздушные потоки, ис.пользуются стенды, содержащие площадки с приводом для вращения и ходовыми тележками для перемещения по кольцевым рельсовым иутям. Однако на таких стендах невозможно проводить совместное моделирование аэродинамических, гидротермических явлений и кориолисовых сил, что искажает реальную картину протекания процессов в природе и в прикладных исследованиях приводит к недостаточно обоснованным решениям.

Цель изобретения - разработка конструкции стенда, обеспечивающей совместное моделирование гидротехнического режима водных потоков и аэротермического воздущных потоков с учетом кориолисовых сил. Такое выполнение стенда, в частности, дает возможность повысить эффективность капитальных вложений при проектировании и реконструкции морских гидросооружений и водоемов-охладителей тепловых электростанций.

Согласно изобретению вращающаяся площадка снабжена расположенной по ее периметру кольцевой платформой с воздухонаправляющим аппаратом и устройством для отсоса воздуха, образующими замкнутое кольцо изменяемой высоты, для обеспечения заданного направления .воздушного потока относительно модели во время ее вращения.

Для изменения направления воздущного потока относительно модели кольцевая платформа подвижно соединена с вращающейся площадкой и снабжена самостоятельными опорными катками, которые выполнены с возможностью поворота относительно модели на заданный угол.

По первому варианту устройство для отсоса воздуха может быть выполнено в виде колена изменяемой .высоты с гибким уплотнением, подсоединенного одной стороной к полости над моделью, а другой - к герметизированной полости под стендом, подключенной к вентиляторам; по второму варианту вентиляторы установлены непосредственно на кольцевую платформу и нагнетают воздух в герметизированный канал под кольцевой платформой или в полость под стендом.

Для обеспечения постоянства и равномерности заданной скорости воздушного потока над моделью при вращении стенда устройство для отсоса воздуха снабжено автоматически

регулируемыми жалюзийными решетками. С целью герметизации .полости над моделью вращающаяся площадка перекрыта крышкой с уплотнением ло периметру.

Для регулирования высоты полости над моделью крышка снабжена подъемным устройством, например гидравлическими домкратами. Чтобы уменьшить искажения электрических сигналов, упростить конструкцию цепей между датчиками на модели и измерительной аппаратурой, повысить точность и надежность ее показаний, пульт управления стенда, измерительная аппаратура и блок управления водоподачи располол ены в кабине наблюдателей, вращающейся вместе со стендом.

Для подачи на модель горячей и холодной воды, а также отвода отработавшей воды в месте соединения трубопроводов, вращающихся вместе со стендом, и неподвижных подводящих трубопроводов установлен коллектор из нескольких трубопроводов, вставленных один в другой и имеющих в месте стыковки уплотнения.

На фиг. 1 схематически изображен стенд, вид в плане на разных уровнях; на фиг. 2 - то же, продольный разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 показана принципиальная аэродинамическая схема стенда; «а фиг. 4 - устройство для отсоса воздуха, разрез по Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 коллектор, продольный разрез..

Вращающаяся площадка 1 представляет собой установленную на металлических балках плиту, на которой размещаются модели.

Балки по периметр у: опираются на кольцевую ферму 2, расположенную на периферийных ходовых тележках 5. Центральные ходовые тележки 4 поддерживают непосредственно вращающуюся площадку. Ходовые тележки перемещаются по монорельсам 5 и 6.

На двух периферийных тележках размещаются приводы 7, состоящие из коробок скоростей и двигателей постоянного тока с регулируемым числом оборотов.

По окружности вращающейся площадки расположена кольцевая платформа 8 с самостоятельными опорными катками 9, на «оторой смонтированы воздухонаправляющий аппарат 10 изменяемой высоты и разделенное на секции устройство 11 для отсоса воздуха в виде колена изменяемой высоты с гибким уплотнением 12.

Под каждой секцией расположена жалюзийная решетка 13 с нажимным устройством 14, состоящим из ролика с пружиной, опирающегося на кольцевую фигурную рейку 15, и системы рычагов 16, поворачивающих жалюзи.

Для фиксации воздухонаправляющего аппарата и устройства для отсоса воздуха на заданной .высоте служат телескопические стойки 17.

Воздухонаправляющий аппарат и устройство для отсоса воздуха образуют замкнутое кольцо. Полость над вращающейся площадкой закрывается крышкой 18, смонтированной на пространственном блоке из Металлических

ферм /5,-.концы которых опираются на гидравлические домкраты и входят в направляющие из швеллеров 20, укрепленных на колоннах здания 21. Зазоры между вращающейся площадкой / и кольцевой платформой 8, между кольцевой платформой и кольцевой стенкой , а также между крышкой 18 и смонтированным на кольцевой платформе воздухонаправляющим аппаратом 10 и устройством 11 герметизируются тремя водяными затворами 23 или лабиринтными уплотнениями.

Полость под .вращающейся площадкой подключена к вентиляторам 24 с .воздуховодами 25, имеющими жалюзийные решетки 26

5 с электроприводом, включаемым из кабины наблюдателей 27.

Кабина наблюдателей расположена, в цен тральной камере 28 и крепится на полой оси 29 вращающейся площади. Полая ось цен0 трируется в подшипниках 30.В кабине наблюдателей расположен пульт управления стенда, блок управления водоподачи и измерительная аппаратура (многоканальные показывающие и записывающие мос5 ты сопротивлений).

В качестве датчиков на модели используются платиновые четырехпроводные термометры сопротивления, электроанемометры и электропсихрометры.

0 Под кабиной наблюдателей расположены токосъемник 31 и коллектор 32.

В .коллекторе соединяются неподвижные подводящие трубопроводы 33 горячего и холодного водоснабжения, а также трубопровод 34 отработавщей воды с вращающимися трубопроводами 35, 36, проложенными в полой оси 29. В месте стыка трубопроводы имеют сальниковые 37 или лабиринтовые уплотнения.

0 Нижняя часть коллектора установлена на пружинах и перемещается в направляющих (на чертеже не показаны), что обеспечивает постоянную герметичность уплотнений независимо от их износа.

5 Трубопроводы водоснабжения 35 и сбросной воды 36, а также слаботочные кабели прокладываются в полой оси, далее под плитой вращающейся площадки и через уплотнения выводятся на модель.

0 Для подачи материалов и прохода на вращающуюся площадку во время строительства моделей служит герметичный проем 57 между воздухонаправляющим аппаратом и устройством для отсоса воздуха.

5 Для прохода к кабине наблюдателей в замыкающей стенке 38 также предусмотрена герметичная дверь 39. Работа описанного стенда. После сооружения модели и заполнения ее

0 водой закрывается уплотнение 37, крышка 18 лри помощи домкратов опускается и герметично закрывает полость над вращающейся площадкой. Наблюдатели размещаются в кабине и

шеток 26 устанавливают заданную скорость воздушного потока.

Затем устанавливают заданный расход и температуру воды, поступающей на модель.

Вместе с вращающейся площадкой вращается и платформа 8, закрепленная за край вращающейся Площадки. Это обеспечивает заданное направление воздушного потока относительно модели.

Воздух, забираемьтй из зала через аппарат 10, проходит над моделью и через устройство 11 опускается в полость под вращающейся площадкой, откуда вентиляторы 24, работающие на всасывание, выбрасывают его в атмосферу.

Приток в зал свежего воздуха обеспечивают специальные вентиляционные установки, не показанные на чертежах.

Для изменения направления воздушного потока относительно модели кольцевая платформа 8 поворачивается на заданный угол и вновь закрепляется за край вращающейся площадки..

В случае исследований пограничного слоя может вознИКнуть необходимость изменения высоты полости над моделью. При этом воздухонаправляющий аппарат 10 и устройство для отсоса воздуха 11 крепятся в нескольких точках, равномерно расположенных по окружности, к конструкциям крышки 18. Крышка /8 перемещается в вертикальной плоскости при помощи домкратов и при своем движении изменяет высоту аппарата 10 и устройства //. На заданной высоте они фиксируются с помощью телескопических стоек 17, после чего пытцка освобождается.

При вращении аэродинамическое сопротивление стенда меняется в зависимости от расположения устройства для отсоса воздуха относительно фронта вентиляторов 24. Чтобы обеспечить постоянство и равномерность заданной скорости воздушного потока по всей площади вращающейся площадки, применены решетки 13.

Угол поворота решеток 18 регулируется в зависимости от расположения устройства // относительно фронта вентиляторов 24 благодаря специально подобранному профилю рейки 15, на которую опираются нажимные устройства 14 решеток 13.

„

Предмет изобретения

1.Стенд для гидроаэротермических исследований, содержащий площадку с приводом для вращения и ходовыми тележками для перемещения по кольцевым рельсовым путям, отличающийся тем, что, с целью обеспечения совместного моделирования гидротермического режима водных потоков и аэротермического воздушных потоков с учетом кориолисовых

сил, по периметру площадки установлена кольцевая платформа с воздухонаправляющим аппаратом и механизмом для отсоса воздуха, образующими замкнутое кольцо изменяемой высоты для обеспечения заданного направления

воздушного потока относительно модели.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что, с целью изменения направления воздушного потока относительно модели, кольцевая платформа ПОДВИЖНО соединена с вращающейся

1площадкой и имеет самостоятельные опорные катки, выполненные с возможностью поворота относительно модели на заданный угол.

Фиг. 2

1ТТ 1