Устройство для исследования гидродинамических свойств жидких сред Советский патент 1982 года по МПК G01N11/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГВД СВОЙСТВ ЖИДКИХ СРЕД РОДИНАМИЧЕСКИХ

1

Изобретение относится к исследованию движения жидких сред н может быть использовано в магистральных трубопроводньцс гидравлических системах для определения гидродинамических свойств перекачиваемьцс жидкостей. Известно устройство для исследования параметров движения жидкостей, содержащее сосуд для исследуемой жидкости, нагревательный эле мент механизм приведения жидкости во вращение, укрепленный над ним поворотный диск, снабженный средством его перемещения в вертикальной плоскости, и измеритель этого перемещения, нагфимер, микрометрический винт I ..

Однако эту установку можно использовать только для определения вязкости жидкости, но она не годна для исследования параметров течения жидкостей в магистральных трубохроводных гидравлических системах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущнЬсти и достигаемому

результату является устройство для исследования гидродинамических свойств жидких сред, содержащее коаксиально расположенные наружный и внутренний цилиндры с зазором между ними, который при исследовании заполняется испытуемым материалом. Наружный цилиндр с дном и крьиикой в виде полусферического желоба связан с приводом вращательного движения С 2.

10

Недостатком известного устройства является узкая область его использования, так как оно не может быть использовано для определения взаимодействия НЬЮТОНОВСКИХи вязкопластичных жидкос15тей в труботроводных гидравлических транспортных системах..

Цель изобретения - расширение функци

20 ональных возможностей устройства за счет исследования размывания вязкопластичного материала маловязкими жидкими средами. Эта цель достигается тем, что в устройстве для исследования гидродинамических свойств жидких сред, содержащем коаксиально распйлрженные наружный цилиндр с крьшкой и днищем, соединен-, ный с приводом вращательного движения, и насаженный на ось внутренний цилкнар, внутренний цилиндр образован столбом вяакопластичного материала н двумя дисками, боковая поверхность наружного цилиндра вьшолнена из проданного материала и снабжена нагревательным элементом, причем ось внутреннего цилин дра ПОДВИЖНО закреплена в крышке ив Д1шше наружного цилиндра, диски жестко прикреплены к оси, а столб вязкопластич- ного материала расположен между диска:ми. На чертеже изобрб1жена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит коаксиально расположенные наружный цилиндр 1, крышку 2 и днище 3 со встроенными в их центре подшипниками, а также внутренний цилиндр 4. Зазор между цилитрами заполняется маловязкой жидкостью 5. Установ ка содержит также механизм 6 гц иведения во вращение наружного цилиндра 1. Внутренний цилиндр 4 выполнен в виде столба вязкопластичного 7 (например солидола, мазута), заключенно го между дисками 8, расположенными на оси 9, подвижно закрепленной посредство крышки 2 и днища 3 наружного цилиндра 1. Наружный цилиндр 1 имеет нагревательный элемент 1Q и вьшолнен из прозрачного материала (например кварца) Наружный цилнвдр 1 может быть установ лен в горизонтальной или вертикальной плоскостях. . Устройство работает следующим образом. Наружный цилиндр 1 предварительно наполняют маловязкой жидкостью 5, а затем в .нее опускают внутренний цилиндр 4, заранее изготовленный из испытуемого вязкопластичного материала 7. Наружный цилнвдр I герметично закрывается крышкой 2, причем ось 9 внутреннего цилиндра 4 подвижно закрепляется с днищем 3 и крышкой 2 наружного цилиндра 1, посредством подшипников. Далее производят нагрев с помощью нагрев.ател ного элемента 10 до заданной температу ры и затем включают механизм 6 приват дения во вращение наружного цилиндра 1. Благодаря взаимодействию цилиндра с маловязкой жидкостью 5 она приводится во вращательное движение вокруг илиндра из вязкопластичного материала . При определенной скфости вращения аружного цилиндра 1 скорость маловязой жидкости 5 в кольцевой щели достиает такой величины, при котфой начиается размыв вязкопластичного материла 7 маловязкой жидкостью 5. Этот роцесс можно наблюдать через прорачные стенки наружного цилиндра 1 фиксировать на кинопленку. При этом змеряется скорость вращения наружного цилиндра 1, при которой начинается размыв внутреннего цилиндра 4. По этой сксрости вращения вьгаисляется скорость движения маловязкой жидкости 5 в кольцевой щели, обтекающей внутренний цилиндр 4. При равенстве плотностей маловяакой и вязкопластичной жидкостей положение в пространстве наружного цилиндра 1 не влияет на результаты эксперимента. При различных плотностях взаимодействующих жидкостей внешний цилиндр 1 должен быть установлен горизонтально. Это позволит выявить влияние разности плотностей жидкостей на результаты экспериментов. Так, если плотность вязкотпластичного материала выше плотности маловязкой жидкости, то действие, силы тяжести на верхней стороне цилиндра препятствует размыву, а на нижней стороне способствует размыву. Если плотность вязкопластичного материала ниже плотности маловязкой жидкости, то действие силы тяжести обратное, т.е. на верхней стороне она способствует размыву, а на нижней препятствует. Применение 1федлагаемого изобретения благодаря выполнению внутреннего цилин- дра в виде столба вязкопластичного материала, а боковой поверхности наружного цилиндра из прозрачного материала позволяет расширить функциональные возможности устройств для исследования гидродинамических свойств жидких сред путем использования их при определении диапазона параметров движения жидкостей, при котором не происходкг размывания вязкопластичных жидкостей в системах гидравлического транспорта, т.е. в установлении оптимальных параметров транспортирования. Предлагаемое устройство позволяет щэоводить широкий комплекс гидродинамических исследований при минимальных каяитальных и; эксплуатационных затратах и обеспечивает вьтолнение aKCjqjecc-опытов, так как для получения опытных дан