RU2033491C1 - Device for determination of permissible noneroding velocity of water flow for ground - Google Patents
Device for determination of permissible noneroding velocity of water flow for ground Download PDFInfo
- Publication number
- RU2033491C1 RU2033491C1 SU5019450A RU2033491C1 RU 2033491 C1 RU2033491 C1 RU 2033491C1 SU 5019450 A SU5019450 A SU 5019450A RU 2033491 C1 RU2033491 C1 RU 2033491C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- velocity
- ground
- flow
- water flow
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехнике, а именно к установлению величин допускаемой неразмывающей скорости течения водного потока для различных грунтов. The invention relates to hydraulic engineering, namely, to establish the values of the permissible non-washable speed of the flow of water for various soils.
Известны различные устройства для определения величин допускаемых неразмывающих грунт скоростей водного потока, например известно устройство в виде прямолинейного лотка, в дне которого устанавливается испытуемый образец грунта [1] Недостатками этого устройства являются громоздкость, сложность, необходимость последовательного ступенчатого увеличения скорости потока, что приводит к длительности испытаний, а также необходимость оснащения лотка внешними устройствами: бассейном, насосом, трубопроводами. There are various devices for determining the values of permissible non-washable soil water flow rates, for example, a device in the form of a rectilinear tray, in the bottom of which a test soil sample is installed [1] The disadvantages of this device are cumbersome, complexity, the need for a sequential stepwise increase in flow rate, which leads to duration tests, as well as the need to equip the tray with external devices: pool, pump, pipelines.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для определения допускаемой неразмывающей скорости водного потока для грунта, включающее вертикальный сосуд с возбудителем водного потока, на дне сосуда выполнен радиальный паз, в котором размещен образец грунта, и датчики скорости водного потока, расположенные радиально на дне сосуда [2]
Это устройство имеет недостаточную точность измерений, поскольку возможно нарушение гидравлической структуры потока в центральной зоне, датчики скоростей удалены от дна, отсутствует устройство для фиксации начала процесса размыва грунта. При наполнении сосуда водой возможно повреждение уже установленного образца грунта.The closest technical solution to the proposed device is a device for determining the permissible non-washable velocity of the water flow for the soil, including a vertical vessel with a water flow pathogen, at the bottom of the vessel there is a radial groove in which the soil sample is placed, and water velocity sensors located radially at the bottom vessel [2]
This device has insufficient measurement accuracy, since there may be a violation of the hydraulic structure of the flow in the central zone, speed sensors are removed from the bottom, there is no device for fixing the beginning of the soil erosion process. When filling the vessel with water, damage to an already established soil sample is possible.
Целью изобретения является создание компактного устройства для определения допускаемой неразмывающей скорости водного потока для грунта, которое позволяет повысить точность измерений, корректность моделирования и расширить область применения прибора за счет возможности испытаний различных грунтов. The aim of the invention is the creation of a compact device for determining the permissible non-washable speed of the water flow for the soil, which allows to increase the accuracy of measurements, modeling accuracy and expand the scope of the device due to the possibility of testing various soils.
Для этого в устройстве для определения допускаемой неразмывающей скорости водного потока для грунта, включающем вертикальный цилиндрический сосуд с возбудителем вращения водного потока, измеритель мутности потока, прибор для измерения скорости потока и образец грунта, вертикальный цилиндрический сосуд снабжен вертикальным пустотелым цилиндром, коаксиально установленным в сосуде и образующим со стенками сосуда кольцевую полость, и кольцевой горизонтальной плитой с водопропускными отверстиями, установленной в кольцевой полости и делящей ее на верхнюю рабочую и нижнюю наполнительную камеры, и подводящей и сливной трубками, размещенными в дне сосуда; измеритель мутности потока выполнен в виде размещенных напротив друг друга излучателя и приемника модулированного света, один из которых установлен в цилиндре на его стенке, а другой на стенке сосуда, и соединенного с ними регистрирующего устройства, причем плита выполнена с радиальным пазом для установки образца грунта и снабжена сменными покрытиями с различной шероховатостью. To do this, in the device for determining the permissible non-washing speed of the water flow for the soil, including a vertical cylindrical vessel with a pathogen of rotation of the water flow, a turbidity meter, a device for measuring flow velocity and a soil sample, the vertical cylindrical vessel is equipped with a vertical hollow cylinder coaxially mounted in the vessel and forming an annular cavity with the walls of the vessel, and an annular horizontal plate with culverts installed in the annular cavity and lasking it on the upper working and lower filling chambers, and the supply and drain tubes located in the bottom of the vessel; the turbidity meter is made in the form of a modulated light emitter and receiver placed opposite each other, one of which is installed in the cylinder on its wall, and the other on the vessel wall, and a recording device connected to them, the plate being made with a radial groove for installing a soil sample and equipped with interchangeable coatings with various roughness.
Прибор для измерения скорости потока может быть выполнен в виде датчиков касательных напряжений, установленных на плите заподлицо с ее верхней поверхностью и протарированных в показаниях донных скоростей. The device for measuring the flow velocity can be made in the form of tangential stress sensors mounted on the plate flush with its upper surface and calibrated in the testimony of bottom velocities.
Для измерения донных скоростей потока на стенках кольцевого сосуда могут быть установлены лазерные измерители скоростей водного потока, что позволяет повысить точность измерений и избежать нарушения гидравлической структуры потока, так как в поток не вводятся дополнительные помехи. To measure bottom flow rates, laser gauges of water flow rates can be installed on the walls of the annular vessel, which makes it possible to increase the accuracy of measurements and avoid disturbance of the hydraulic structure of the flow, since no additional interference is introduced into the flow.
Коаксиальная установка дополнительного вертикального пустотелого цилиндра, образующего вместе с внешним кольцевую и центральную полости, создает кольцевое русло, что позволяет уменьшить вероятность возникновения центрального вертикального вихря, воронки и возмущений в потоке, чем предотвращает нарушение заданного режима. Кольцевое русло позволяет подвергать образец грунта одновременному воздействию разных скоростей, соответствующих различным радиусам. The coaxial installation of an additional vertical hollow cylinder, which forms an annular and central cavity together with the outer one, creates an annular channel, which reduces the likelihood of a central vertical vortex, funnel, and perturbation in the flow, which prevents the violation of the specified mode. The annular channel allows you to expose the soil sample at the same time to different speeds corresponding to different radii.
Вертикальный пустотелый цилиндр служит и для установки в нем измерительных приборов, что по сравнению с прототипом существенно повышает точность измерений и удобство обслуживания приборов. Точность и достоверность измерений повышается еще и за счет того, что можно осуществлять контроль за каждым створом кольцевого русла, в прототипе такая возможность отсутствует. Использование датчиков касательных напряжений, установленных на плите заподлицо с ее верхней поверхностью и протарированных в показаниях донных скоростей водного потока, позволяет предотвратить нарушение гидравлической структуры потока в придонной зоне и определять размывающее воздействие потока на поверхность дна и соответственно на образец грунта, установленный в паз. The vertical hollow cylinder also serves for the installation of measuring instruments in it, which, compared with the prototype, significantly increases the accuracy of measurements and ease of maintenance of devices. The accuracy and reliability of the measurements is also increased due to the fact that it is possible to control each target of the annular channel, in the prototype there is no such possibility. The use of shear stress sensors mounted on the slab flush with its upper surface and calibrated in the indications of bottom velocities of the water flow helps prevent disturbance of the hydraulic structure of the flow in the bottom zone and determines the erosive effect of the flow on the bottom surface and, accordingly, on the soil sample installed in the groove.
Наличие сменных покрытий с различной шероховатостью на кольцевой горизонтальной плите позволяет расширить область применения прибора при работе с различными грунтами за счет корректного моделирования реального дна и гидравлической структуры потока. The presence of removable coatings with different roughness on an annular horizontal plate allows us to expand the scope of the device when working with various soils due to the correct modeling of the real bottom and hydraulic flow structure.
На стенках сосудов, вне рабочей камеры, на уровне ее дна и параллельно ему установлены излучатель и приемник модулированного света с регистрирующим устройством, что позволяет определять повышение мутности потока и с высокой точностью фиксировать начало отрыва частиц грунта (начало процесса размыва). On the walls of the vessels, outside the working chamber, at the level of its bottom and parallel to it, an emitter and a modulated light receiver with a recording device are installed, which makes it possible to determine the increase in the turbidity of the stream and to record with high accuracy the beginning of separation of soil particles (the beginning of the erosion process).
Выполнение на кольцевой горизонтальной плите водопропускных отверстий и в дне камеры наполнения подводящей трубы позволяет обеспечить через камеру наполнения плавное наполнение водой рабочей камеры, что исключает преждевременное повреждение грунта и чем устраняется отмеченный недостаток прототипа, где наполнение происходит сверху. The implementation of culverts on the annular horizontal plate and in the bottom of the filling chamber of the supply pipe allows for smooth filling of the working chamber through the filling chamber, which eliminates premature soil damage and thereby eliminates the noted disadvantage of the prototype, where filling takes place from above.
Таким образом, предложенное устройство для определения допускаемой неразмывающей скорости водного потока для грунта повышает точность измерений, корректность моделирования, удобство при использовании и расширяет область применения. Thus, the proposed device for determining the permissible non-washable speed of the water flow for the soil improves the accuracy of measurements, the accuracy of modeling, ease of use and expands the scope.
На фиг. 1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг. 2 то же, вид в плане. In FIG. 1 shows the proposed device, a General view; in FIG. 2 same, plan view.
Устройство для определения допускаемой неразмывающей скорости водного потока для грунта состоит из вертикального кольцевого сосуда 1 и вертикального пустотелого цилиндра 2. Кольцевой сосуд (кольцевая полость) 1 образован наружными 3 и внутренними 4 цилиндрическими стенками, выполненными из прозрачного материала. Устройство содержит возбудитель вращения водного потока 5. The device for determining the permissible non-washing speed of the water flow for the soil consists of a vertical
Кольцевой сосуд 1 выполнен двухкамерным, состоящим из камеры наполнения 6 и рабочей камеры 7, разделенных кольцевой горизонтальной плитой 8 с имеющимися в ней водопропускными отверстиями 9, в дне плиты 8 выполнен паз 10, в который вставлена кассета 11 с образцом грунта 12, поверхность которого выполнена заподлицо с дном плиты 8. В плите 8 радиально установлены ряд датчиков касательных напряжений 13, протарированных в показаниях скоростей водного потока. Датчики 13 соединены с преобразователем 14 и регистрирующим устройством 15. На стенках 3, 4 кольцевого сосуда 1, вне рабочей камеры 7, установлен излучатель 16 с генератором 17 и приемник модулированного света 18, соединенный с усилителем 19 и регистратором 20. В дне камеры наполнения 6 установлена подводящая и сливная труба 22, на стенках 3, 4 кольцевого сосуда могут быть установлены лазерные измерители (на чертеже не показаны), закрепленные на стенках цилиндрического сосуда. The
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В паз 10, находящийся в плите 8, устанавливают кассету 11 с образцом грунта 12. Через трубу 22 камеры наполнения 6 и водопропускные отверстия 9 плиты 8 подают воду в рабочую камеру 7 кольцевого сосуда 1 и наполняют ее до контакта с возбудителем вращения водного потока 5. Мутность и температуру воды выбирают в соответствии с натурными условиями или с условиями эксперимента. In the
Возбудителем вращения водного потока 5 приводят воду во вращательное движение, постепенно увеличивают скорость и наблюдают за грунтом 12 визуально, а за мутностью потока с помощью модулированного светового излучения, испускаемого излучателем 16, 17 и принимаемого преобразователем 14 с регистрирующим устройством 15. The causative agent of rotation of the water stream 5 causes water to rotate, gradually increase the speed and observe the soil 12 visually, and the turbidity of the stream using modulated light radiation emitted by the
При повышении мутности потока и образования зоны размыва грунта 12, 12' фиксируют скорость потока воды датчиками касательных напряжений 13 и лазерными измерителями (на чертеже не показаны). With increasing turbidity of the flow and the formation of the zone of erosion of the soil 12, 12 ', the water flow rate is fixed by
Эта скорость является граничной размывающей скоростью, меньшие скорости являются неразмывающими для данного грунта 12. Если поверхность грунта 12 имеет значительную шероховатость, на плиту 8 устанавливают сменные покрытия с соответствующей шероховатостью. This speed is the boundary erosion speed, lower speeds are non-blurring for a given soil 12. If the surface of the soil 12 has a significant roughness, replaceable coatings with the appropriate roughness are installed on the plate 8.
Таким образом, предложенное устройство компактно и позволяет повысить точность измерений, корректность моделирования, расширить область применения прибора по сравнению с прототипом. Thus, the proposed device is compact and allows to increase the accuracy of measurements, the accuracy of modeling, to expand the scope of the device compared to the prototype.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5019450 RU2033491C1 (en) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | Device for determination of permissible noneroding velocity of water flow for ground |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5019450 RU2033491C1 (en) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | Device for determination of permissible noneroding velocity of water flow for ground |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2033491C1 true RU2033491C1 (en) | 1995-04-20 |
Family
ID=21593001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5019450 RU2033491C1 (en) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | Device for determination of permissible noneroding velocity of water flow for ground |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2033491C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105401554A (en) * | 2015-12-24 | 2016-03-16 | 佛山市神风航空科技有限公司 | Close-loop type mechanical water flow system |
CN105464039A (en) * | 2015-12-24 | 2016-04-06 | 佛山市神风航空科技有限公司 | Closed-loop type manual flowing water system |
-
1991
- 1991-12-28 RU SU5019450 patent/RU2033491C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Мирцхулава Ц.Е. Инженерые методы расчета и прогноза водной эрозии. М.: Колос, 1970, с.23. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1606571, кл. E 02B 1/02, 1990. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105401554A (en) * | 2015-12-24 | 2016-03-16 | 佛山市神风航空科技有限公司 | Close-loop type mechanical water flow system |
CN105464039A (en) * | 2015-12-24 | 2016-04-06 | 佛山市神风航空科技有限公司 | Closed-loop type manual flowing water system |
CN105464039B (en) * | 2015-12-24 | 2017-09-15 | 佛山市神风航空科技有限公司 | A kind of closed loop manpower flows water system |
CN105401554B (en) * | 2015-12-24 | 2018-08-31 | 佛山市神风航空科技有限公司 | A kind of closed loop mechanical flow water system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3638490A (en) | Fluid flow measuring device | |
EA013768B1 (en) | Liquid level and density measurement device | |
RU2033491C1 (en) | Device for determination of permissible noneroding velocity of water flow for ground | |
US2283906A (en) | Sewage meter | |
JP2002236084A (en) | Method and device for measuring concentration of mixed suspended matter | |
Krishnappan et al. | Distribution of bed shear stress in rotating circular flume | |
CN113720995B (en) | Centrifugal test device for reinforcing influence of side pit excavation on circumference of existing tunnel | |
RU2085726C1 (en) | Device for simultaneous measuring of drill mud parameters | |
RU2369739C1 (en) | Method of evaluation of static and dynamic levels of fluid in annular space of well equipped with electric centrifugal pump | |
SU894060A1 (en) | Device for measuring swelling of clayey soils | |
SU1651100A1 (en) | Method of defining water flow rate and its volume in measuring flume | |
SU1312426A1 (en) | Method of determining dimensions of leak | |
SU513255A1 (en) | Measuring unit installation for the calibration and calibration of gas flow meters | |
SU847058A1 (en) | Unit for liquid flow meter calibration | |
SU896441A1 (en) | Device for testing article for fluid tightness | |
SU543851A1 (en) | Filter meter | |
SU1144013A1 (en) | Pressure pickup dynamic graduation method | |
SU575484A1 (en) | Device for determining dynamic characteristics of ultrasonic flowmeters | |
RU2035720C1 (en) | Flow rate pickup | |
SU1262293A1 (en) | Device for measuring ground water level | |
RU2246706C2 (en) | Transducer for measuring static pressure in grainy layer | |
RU2247948C2 (en) | Method and device for measuring mass flow rate of fluid | |
SU1055821A1 (en) | Method of determining the degree of drain filling | |
RU2059829C1 (en) | Device measuring rate of air flow passing through mine | |
DE3071049D1 (en) | A method of and apparatus for determining the mass flow rate of a fluid stream |