RU1779971C

RU1779971C - Apparatus for introducing tracer compound into cocurrent flow of tested object

Info

Publication number: RU1779971C
Application number: SU894774298A
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Дынник
Original assignee: Институт гидромеханики АН УССР
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Использование: в гидродинамических исследовани х. Сущность изобретени : в стационарном сосуде с трассирующим составом в виде суспензии установлено устрво дл ее перемешивани . В испытуемой модели в области ее миделевого сечени выполнена промежуточна емкость, сообщенна с окружающей текучей средой через носовое и радиальные отверсти , с сосудом - через переносную загрузочную трубку. Вертикальна непроницаема податлива перегородка размещена в промежуточной емкости у ее передней стенки и раздел ет ее на две камеры. В верхней стенке модели выполнено возле перегородки загрузочное отверстие с обратным клапаном. Передн камера имеет носовое отверстие, выполн ющее функцию напорного, задн - загрузочное и радиальные отверсти . 2 ил.Usage: in hydrodynamic studies. SUMMARY OF THE INVENTION: In a stationary vessel with a tracer composition in the form of a suspension, a device is conveniently installed to mix it. In the tested model, in the region of its mid-section, an intermediate container is made, connected with the surrounding fluid through the nasal and radial openings, and with the vessel through a portable loading tube. A vertically impermeable ductile septum is located in an intermediate container at its front wall and divides it into two chambers. In the upper wall of the model, a loading hole with a check valve is made near the partition. The front camera has a nasal opening, which serves as a pressure head, rear - loading and radial holes. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к технике гидродинамических исследований и может быть использовано дл введени трассирующего состава посто нной концентрации в спутное течение испытуемого объекта с целью визуализации процесса его развити и исследовани распределени концентрации состава в спутном течении.The invention relates to a hydrodynamic research technique and can be used to introduce a constant concentration tracer composition into the confined current of the test object in order to visualize its development and study the distribution of the concentration of the composition in the confined flow.

Целью изобретени вл етс повышение качества исследований путем поддержани посто нной концентрации состава на выходе из промежуточной емкости.The aim of the invention is to improve the quality of research by maintaining a constant concentration of the composition at the outlet of the intermediate tank.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - узел I на фиг. 1.Figure 1 presents a diagram of the proposed device; in Fig.2 - node I in Fig. 1.

Устройство содержит опытовый бассейн 1, заполненный текучей средой (водой), с поверхностью 2 раздела вода - воздух и - исследуемой жидкости 3, заполн ющей бассейн , площадку 4 над поверхностью воды дл размещени отдельных узлов устройства и работы оператора, закрепленную кThe device comprises a test pool 1 filled with a fluid medium (water), with a water-air interface 2 and a test liquid 3, filling the pool, a platform 4 above the water surface to accommodate the individual components of the device and the operator’s work, attached to

стенкам бассейна, рельсовые пути 5, проложенные вдоль бассейна и удерживаемые фермовыми конструкци ми, буксировочную тележку 6 двигающуюс по рельсовым пут м при помощи гидропривода, буксировочный нож 7, соедин ющий испытуемое подводное тело 8 с буксировочной тележкой 6. 8 - подводное тело, создающее при движении спутное течение, 9 - промежуточную емкость тела 8 дл суспензии трассирующих частиц, расположенную в области максимума миделевого сечени тела, радиальные отверсти 10 в подводном теле 8 соедин ют заднюю камеру 21 промежуточной емкости 9 с окружающей тело средой в области миделевого сечени , носовое отверстие 11 со- един ет переднюю камеру 20 промежуточной емкости 9 с окружающей тело средой, выполн ющее функцию - напорного , а загрузочна трубка 12, вставленна перед движением тела в загрузочное отверслpool walls, rail tracks 5, laid along the pool and held by truss structures, a towing trolley 6 moving along rails using a hydraulic actuator, a towing knife 7 connecting the test underwater body 8 to the towing trolley 6. 8 is an underwater body that creates the movement of a satellite stream, 9 - an intermediate capacity of the body 8 for a suspension of tracer particles located in the region of the maximum mid-section of the body, radial holes 10 in the underwater body 8 connect the rear chamber 21 of the intermediate tank 9 with the medium surrounding the body in the mid-section, the nasal opening 11 connects the front chamber 20 of the intermediate container 9 with the medium surrounding the body, which acts as a pressure head, and the loading tube 12 is inserted before the body moves into the loading hole

сwith

VJVj

VJ о чэ VIVJ about Che VI

стие 22 обеспечивает подачу суспензии в заднюю камеру 21 промежуточной емкости 9. Шланг 13 соедин ет загрузочную трубку с патр убком вентил 14, присоединенного патрубком с одной стороны к шлангу 13, с другой - к бачку 15 с суспензией 17. Стационарный бачок 15 дл суспензии закреплен к площадке 4 в надводном положении. Из него перед осуществлением движени тела открытием вентил 14 загружа- ют в заднюю камеру 21 промежуточной емкости 9 суспензию и после этого закрывают вентиль. При помощи держател 16 загрузочной трубки 12 последн перед загрузкой суспензии в ем- кость вводитс , а после загрузки извлекаетс из загрузочного отверсти 11 и закрепл етс к площадке. Мешалка 18 служит дл перемешивани суспензии 17 перед загрузкой в емкость, при использовании частиц с удельным весом, отличным от раствор ющей жидкости, непроницаема податлива перегородка 19 раздел ет промежуточную емкость 9 на переднюю и заднюю камеры 20 и 21. Передн камера промежуточной емкости 9 включает только носовое отверстие, выполн ющее функцию - напорного, а задн камера 21 промежуточной емкости 9 включает радиальные отверсти 10 и загрузочное отвер- стие 22, через которое ввод т в емкость загрузочную трубку 12 дл загрузки суспензии . Обратный клапан 23 установленный с внутренней стороны тела у загрузочного отверсти , открываетс во внутрь тела нажа- тием на его внешнюю часть загрузочной трубкой и закрываетс под действием сил упругости материала дл предотвращени выдавливани суспензии из емкости через загрузочное отверстие при движении моде- ли.Section 22 allows the suspension to be supplied to the rear chamber 21 of the intermediate vessel 9. A hose 13 connects the loading tube to the valve assembly 14, which is connected by a pipe on one side to the hose 13, and on the other to the suspension tank 15. The stationary suspension tank 15 is fixed to platform 4 in the water position. From it, before the body moves by opening the valve 14, a suspension is loaded into the rear chamber 21 of the intermediate container 9, and then the valve is closed. Using the holder 16 of the loading tube 12, the latter is introduced into the container before loading the suspension, and after loading it is removed from the loading hole 11 and fixed to the platform. The mixer 18 is used to mix the suspension 17 before loading into the container, when using particles with a specific gravity other than the solvent liquid, an impermeable flexible partition 19 separates the intermediate container 9 into the front and rear chambers 20 and 21. The front chamber of the intermediate container 9 includes only the nasal opening, which performs the function of a discharge, and the rear chamber 21 of the intermediate container 9 includes radial holes 10 and a loading opening 22, through which a loading tube 12 is inserted into the container to load the suspension zii. A non-return valve 23 mounted on the inside of the body at the loading opening is opened into the inside of the body by pressing on the external part of the loading pipe and is closed by the elastic forces of the material to prevent the suspension from being squeezed out of the container through the loading hole when the model moves.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

За 1-2 мин до начала осуществлени движени погруженного в текучую среду те- ла 8. наход щегос на старте, при помощи держател 16, вставл ют загрузочную трубку 12 в загрузочное отверстие 22, при этом нажатием загрузочной трубки 12 на обратный клапан 23 он открываетс . При даль- нейшем продвижении трубки в емкость она несколько корректирует положение перегородки дл восстановлени ее в начальное положение. Мешалкой 18 перемешивают суспензию 17 в сосуде 15, открывают вен- тиль 14 и под гидравлическим напором, обусловленным разностью уровней суспензии в сосуде 15 и жидкостью 3 в бассейне, суспензи загружаетс из сосуда 15 по шлангу 13 и загрузочной трубке 12 в заднюю1-2 minutes before the start of the movement of the body 8 immersed in the fluid, which is at the start, with the aid of the holder 16, the loading tube 12 is inserted into the loading hole 22, while pressing the loading tube 12 on the check valve 23 it opens . With further advancement of the tube into the container, it somewhat corrects the position of the partition to restore it to its initial position. The mixer 18 mixes the suspension 17 in the vessel 15, opens the valve 14 and under hydraulic pressure, due to the difference in the levels of the suspension in the vessel 15 and the liquid 3 in the pool, the suspension is loaded from the vessel 15 through a hose 13 and a loading tube 12 into the back

камеру 21 промежуточной емкости 9. При по влении суспензии на выходе из всех радиальных отверстий 10 закрывают вентиль 14, держателем 16 извлекают загрузочную трубку 12 из загрузочного отверсти 22 и закрепл ют к платформе 4 в стороне от траектории движени тела 8. После извлечени загрузочной трубки 12 из загрузочного отверсти 22 обратный клапан 23 под действием сил упругости материала закрывает загрузочное отверстие с внутренней стороны . Осуществл ют движение тела Збуксиро- вочной тележкой 6 через нож при помощи гидропривода. При движении тела в текучей среде повышаетс давление среды у лобовой части, Повышенное лобовое давление, через лобовое напорное отверстие 11 переднюю камеру 20 емкости 9 и непроницае- мую податливую перегородку 19, передаетс суспензии, наход щейс в задней каме- ре 21 ёмкости 9. Одновременно при движении тела в текучей среде понижаетс давление на боковых стенках тела (см. тот же источник с. 34-35) в области радиальных отверстий 10. Разностью лобового и миде- левого давлений суспензи выдавливаетс через радиальные отверсти в пограничный слой тела. При этом текуча среда через лобовое напорное отверстие 11 втекает в переднюю камеру 20 емкости 9, увеличива ее обьем, путем сдвига непроницаемой податливой перегородки 19 в сторону задней части емкости 9, уменьша заднюю камеру 21 емкости 9, т.к. суспензи выдавливаетс через отверсти . Поскольку перегородка 19 непроницаема , смещени суспензии с внешней текучей средой в емкости 9 не происходит . Турбулентностью частицы в по- гранслое перемешиваютс и затем вместе с возмущенной текучей средой стекают - с поверхности тела и образуют спутное течение , заполненное трассирующими частицами , контрастно выдел ющеес на фоне чистой текучей среды. При этом на всем прот жении рабочего участка, где двигалось тело, концентраци трассирующих частиц в суспензии на выходе из радиальных отверстий будет посто нной, в силу того, что напорный поток текучей среды, втекающий в промежуточную емкость, не смешиваетс с суспензией трассирующих частиц, так как они разделены непроницаемой податливой перегородкой.the chamber 21 of the intermediate tank 9. When a suspension appears at the outlet of all radial openings 10, close the valve 14, with the holder 16 remove the loading tube 12 from the loading hole 22 and fasten to the platform 4 away from the path of the body 8. After removing the loading tube 12 from the feed opening 22, the check valve 23 closes the feed opening from the inside by the action of the elastic forces of the material. The body is moved by a towing trolley 6 through a knife using a hydraulic drive. When the body moves in a fluid, the pressure of the medium at the frontal part increases. The increased frontal pressure, through the frontal pressure opening 11 of the front chamber 20 of the tank 9 and the impermeable flexible partition 19, the suspension is located in the rear chamber 21 of the tank 9. At the same time when the body moves in a fluid, the pressure on the side walls of the body decreases (see the same source p. 34-35) in the region of the radial holes 10. The difference between the frontal and mid-pressure pressures of the suspension is squeezed through the radial holes into the boundary layer I ate. In this case, the fluid flows through the frontal pressure opening 11 into the front chamber 20 of the tank 9, increasing its volume by shifting the impermeable flexible partition 19 towards the rear of the tank 9, reducing the rear chamber 21 of the tank 9, because the suspension is squeezed out through the holes. Since the baffle 19 is impermeable, displacement of the suspension with the external fluid in the vessel 9 does not occur. By turbulence, the particles in the boundary layer mix and then flow together with the perturbed fluid from the surface of the body and form a tangled flow filled with tracer particles, contrasting with the background of the pure fluid. Moreover, throughout the working section where the body was moving, the concentration of tracer particles in the suspension at the exit from the radial holes will be constant, due to the fact that the pressure flow of the fluid flowing into the intermediate tank does not mix with the suspension of tracer particles, so how they are separated by an impermeable pliable partition.

Использование данного технического решени позвол ет повысить качество эксперимента , так как концентраци трассирующих частиц в суспензии на выходе из отверстий посто нна. Кроме того, оно позвол ет проводить качественно новые исследовани по вы влению закономерностей распределени концентрации примеси в спутном течении.The use of this technical solution allows improving the quality of the experiment, since the concentration of tracer particles in the suspension at the outlet of the holes is constant. In addition, it allows conducting qualitatively new studies to reveal patterns of the distribution of impurity concentration in a confined flow.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A device for introducing a tracer composition into the tangled flow of a test object, comprising a stationary vessel with a tracer composition in the form of a suspension and a device for mixing it and an intermediate container made in the test model in the region of its mid-section, communicated with the surrounding fluid through the nasal and radial openings and with the vessel through a portable loading tube, characterized in that, in order to improve the quality of research by maintaining a constant concentration of pusher composition on

exit from the intermediate tank, the device is equipped with a vertical impermeable flexible partition placed in the intermediate tank at its front wall and dividing it into two

chamber, and a loading hole with a check valve made in the upper wall of the model near the septum, the front camera including a nasal hole that acts as a pressure hole, and the rear loading and radial holes.

33

/ rfr

, dd. „/

V U 9 8

nfnQg,

Figs

FIG. g