SU1700443A1

SU1700443A1 - Устройство дл получени стратифицированной жидкости

Info

Publication number: SU1700443A1
Application number: SU894751375A
Authority: SU
Inventors: Анзор Муниаминович Батчаев
Original assignee: Институт Физики Атмосферы Ан Ссср
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1991-12-23

Abstract

Изобретение относитьс к геофизической гидродинамике, геологии, производству полимеров. Цель изобретени - создание стратифицированной жидкости с любым (гладким ) профилем плотности в резервуаре любой формы Устройство состоит из двух сообщающихс сосудов, наполн емых перемешивающимис жидкост ми различной плотности В сосуде с более легкой жидкостью распопожена мешалка, в другом сосуде помещено тело, площадь поперечного сечени которого-зависит от высоты 1 ил.

Description

Изобретение относитс к геофизической гидродинамике, геологии г производству полимеров, в частности к лабораторному моделированию процессов в атмосфере и океане гидродинамике, измерению плотности образцов минерального сырь и различных синтетических веществен может быть использовано в технике гидродинамического эксперимента, а также дл изменени плотности образцов различных веществ и разделени их на плотностные фракции

Целью изобретени вл етс повышение эффективности за счет создани устойчиво стратифицированной жидкости с гладким требуемым ,профилем плотности в сосудах произвольной формы

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства

Устройство содержит сосуды с т желой жидкостью 1 и легкой жидкостью 2,тело 3 с переменной по высоте площадью поперечного сечени , мешалку 4, соединительные трубки 5, вентили 6 и 7, резервуар 8, в котором получаетс статифицированна жидкость

работает следующим обра- 3 зом

Включаетс мешалка 4, за ем последо- С/) взтелью открываютс вентили 6 и 7. Ппот- f кость жидкости, поступающей из сосуда 2 в л резервуар, в начальный момент времени равна pi и затем постепенно повышаетс , так как по мере понижени уровн жидкости в сосудах устройст ва из сосуда 1 в сосуд 2 поступает т жела жидкость. Мешалка те- 4 ремешивает содержимое сосуда 2 до одно- CD родного. Изменение плотности жидкости в С сосуде 2, а следовательно, и поступающей JV в резервуар 8, определ етс количеством fv поступающей из сосуда 1 т желой жидко- ( civ те зависимостью площади поперечного селени столба жидкости в сосуде I от высоты. Поступающа в резервуар 8 жидкость вытесн ет содержащуюс там более легкую жидкость, занима нижний слой При окончан1 in заливки создаетс устойчиво стратифицированна жидкость, плотность верх него и нижнего сло которой равна соответственно р2 иуО-. Профиль плотности жидкости з резервуаре 8 зависит как от t-он фигурации тела 3 определ ющей зэвиги

мость площади поперечного сечени столба жидкости в сосуде 1, так и от формы самого резервуара 8, Если задана форма резервуара, то можно рассчитать конфигурацию тела 3, котора обеспечивает создание стратифицированной жидкости с любым (гладким) требуемым профилем плотности по высоте. Например, если резервуар 8 имеет форму призмы, то дл создани в нем устойчиво стратифицированной жидкости с экспоненциальным профилем плотности нужно вертикально расположить в сосуде 2 тело 3 (чертеж).

Допустим, что сосуды 1 и 2 одинаковые, So - площадь поперечного сечени сосудов, S(z) - площадь поперечного сечени тела 3, завис ща от вертикальной координаты. Пусть в некоторый момент времени высота столба жидкости в сосуде 2 равна L.2, а плотность .Тогда высота столба жидкости в сосуде 1 L.2 p()/pi. Через некоторый промежуток времени уровень жидкости в сосуде 2 опускаетс на A L, а плотность при этом увеличиваетс на некоторую величину (La-A L)-p 0-2), Это св зано с тем, что из сосуда 1 поступает более т жела жидкость. За тот же промежуток времени уровень жидкости в сосуде 1 уменьшаетс на

. p(La) /, А|чр(1-г-Л1) величину U V) (L A L)- -- -.

Величина приращени плотности Ар зависит от количества поступившего из сосуда 1 т желой жидкости.

При одинаковых изменени х высоты столба жидкости A L приращени плотности АО в сосуде 2 на различных уровн х неодинаковы и определ ютс соответствующими значени ми величины S(L). Отсюда, так как жидкость из сосуда 2 непрерывна поступает в резервуар 8, то в пределах A L имеем, что вертикальный градиент плотности на любом уровне столба жидкости в резервуаре 8 определ етс соответствующим значением S(L).

Таким образом, в процессе заливки плотность жидкости в сосуде 2 постепенно

повышаетс и от начального значени ра достигает в конце залива придельного значе- ни pi, а промежуточные значени р (L) определ ютс зависимость о S(L). В результате столб жидкости в резервуаре 3 /чиезт плотностьр2 на верхнем и р на ни нем спо- х, а профиль плотности также определ етс функцией S(L), т.е. формой тела 3.

Использование изобретени позвол ет

значительно расширить область применени . Например, становитз возможным в лабораторных услови х моделировать реальные профили плотности, наблюдаемые в атмосфере и океане. Кроме того, возможно

создание статифицированной жидкости с различными профил ми плотности, пред ставл ющими интерес в (идродинамике с точки зрени экспериментального исследовани соответствующих течений. Поднимзетс эффективность использовани стратифицированной жидкости в традиционной области применени , например геологии и производстве полимеров, где требуетс точно измерить плотность образцоа различных материалов и разделить их на плотностные фракции. Ото св зано с тем, что определенные преимущества дает возможность варьировани профил плотности в зависимости от конкретной цели,

Стратифицированную жидкость с требуемым профилем плотности можно создать Б резервуарах любой формы, удобных в эксплуатации .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл получени стратифицированной жидкости, содержащее два сообщающихс сосуда, в одном из которых установлена мешалка, отнимающеес

тем, что, с целью повышени эффективности за счет создани устойчиио стратифицированной жидкости с требуемым гладким профилем плотности в сосудах произвольной формы, сосуд без мечалки снабжен телом с переменной по высоте площадью поперечного сечени ,

2