SU890095A1 - Устройство дл моделировани неустановившихс открытых потоков - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО дл  МОДЕЛИРОВАНИЯ

НЕУСТАНОВИВШИХСЯ ОТКРЫТЫХ потоков

Изобретение относитс  к лабораторному гидротехническому оборудованию, а именно к устройствам дл  моделировани  неустановившихс  открытых потоков , образующихс , например, при разрушении плотины. Известно устройство дл  моделировани  неустановившегос  потока, включающее емкость с лотком и расположенный между ними затвор 1. Наиболее близким к изобретению тех ническим решением  вл етс  устройство дл  моделировани  неустановившихс  открытых потоков, включающее напорную емкость и лоток. В этмх устройствах поток образуетс  при открытии затвора раздел ющего напорную емкость и лоток между когорыми создан перепад высот жидкости. Высота профил  моделируемого подобными устройствами потока полу чаетс  приблизительно равной разности уровней свободных поверхностей в напорной емкости и в лотке, а длина его зависит от объема напорной емкости; его передний фронт формируетс  затвором 2. . К недостаткам известных устройств относитс  невозможность получени  в лабораторных услови х длинных волн, к которым относитс  неустановившийс  поток (т.е. таких волн, в которых длина профил  многократно (более чем в 500 раз) превышает высоту. Это обусловлено тем, что высота моделируемого потока получаетс  зависимой от разности уровней свободных поверхностей в напорной емкости и в лотке, что не позвол ет увеличивать объем напорной емкости, необходимый дл  получени  длинных волн, за счет увеличени  ее высоты и приводит к увеличению длины и ширины напорной емкости. Эти недостатки сужают функциональные возможности устройства. Целью изобретени   вл етс  расширение его функциональных возможностей путем устранени  указанных недостат-. ков. 3 Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено формирующей емкостью, соединенной в .верхней части с лотком, а в нижней части посредством трубопровода с затвором с напорной емкостью, причем последн   установлена выше лотка. , На фиг. 1 показано устройство дл  моделировани , общий вид; на фиг. 2 - график основных зависимостей, которые показывают изменение высоты эпюры вод ного вала во времени. Устройство включает напорную емкость 1, напорный трубопровод 2, затвор 3, емкость ,С проемом 5, лоток С бортами, механизм 7 управлени  затвором 3 трубопровод 8 с клапаном 9, сливную емкость 10 и трубопровод 11 с насосом 12. Напорна  емкость 1 установлена выше лотка 6 и соединена с ним напор иым трубопроводом 2 и формирующей емкостью . На напорном трубопроводе 2 установлен затвор 3, который снаб жен программно-управл ющим механизмом 7. Формирующа  емкость k сообщаетс  с лотком 6 через проем 5, который выполнен о верхней части стенки формирующей емкости к Под противоположным проему 5 концом лотка разме щена слнЕша - емкость 10, котора  соединенас напорной емкостью 1 посредством трубопровода 11 с насосом 12, Трубопровод 8 с клапаном Э соеди н ет емкое t h м слив ую емкость 10. Усг юй;моо ь.чтботает следующим образом . По сигиапу механизма 7 программно го управлсн1-|И затвор 3 начинает открыватьс  и вода из напорной емкости 1 по напорному трубопроводу 2 поступает в формирующую емкость k и за полн ет ее. При достижении водой в формирующей о:мкости + проема 5 происходит иг. I ечен/е води в лоток, а ве лиуина с/1срь;Т 1  затворэ 3 достигает значени , заданного механизмом 7 про граммного управлени . Головна  часть эпюры потока, формируетс  за врем  от начала истечени  воды в лоток до момента достижени  им наибольшей высоты . Хвостова  часть зпюры в зависимости от заданной длины волны, образованной потоком, формируетс  за сче падени  уровн  воды в напорной ем кости, а также по сигналу механизма программного управлени  на закрытие затаора. Трубопровод 8 с клапаном 9 жит дл  опоромснени  формируемой ости Ц перед повторным пуском устства . Дл  перекачивани  воды из вной емкости 10 в напорную служит бопровод .11 с насосом 12. Основные зависимости между объенапорной емкости,объемом форующей емкости, величиной проема и отой расположени  напорной емкости лотком определ ютс  из дифференльного уравнени , описывающего рау устройства, dH ,, so.rr ЗТ- 2 Т --sT:sT- уровень жидкости в напорной емкости, отсчитываемой от дна формирующей емкости; площадь расходного отверсти  затвора, м ; площадь свободной поверхности в напорной емкости, м площадь свободной поверхности в формируемои емкости, /х-О91 -, 9-коэффициент расхода; b - высота подн ти  штока затвора 3 м; D - диаметр напорного трубопровода , м; t - врем , с; 9;81 м/с - ускорение свободного падени ; f1 h - - высота моделируемого потока при прорыве плотины, м; hi - высота стенки формирующей емкости, имеющей проем, м; h - уровень жидкости в формирующей емкости относительно ее дна,м. На фиг, 2 изображен график, покаающий зависимость высоты эпюры ны -Н (ось координат) от времени ось абсцисс), исчисл емого от наа истечени  воды на лоток через ем 5 при различных значени х высоподн ти  штока затвора 3. На ф.иг, 2 обозначено: 13 - крива , троенна  на основании эксперименьно полученных данных дл  высоты н ти  штока, равной О,

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для моделирования неустановившихся открытых потоков, включающее напорную емкость и лоток, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено формирующей емкостью, соединенной в верхней части с лотком, а в нижней части посредством трубопровода с затвором с напорной емкостью, причем последняя установлена выше лотка.