SU920227A1 - Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах - Google Patents

Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах Download PDF

Info

Publication number
SU920227A1
SU920227A1 SU792869112A SU2869112A SU920227A1 SU 920227 A1 SU920227 A1 SU 920227A1 SU 792869112 A SU792869112 A SU 792869112A SU 2869112 A SU2869112 A SU 2869112A SU 920227 A1 SU920227 A1 SU 920227A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
water
convective currents
chamber
disturber
Prior art date
Application number
SU792869112A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Бойко
Владимир Алексеевич Джунь
Владимир Владимирович Толстых
Игорь Павлович Резниченко
Виктор Васильевич Соболевский
Original Assignee
Днепропетровский инженерно-строительный институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Днепропетровский инженерно-строительный институт filed Critical Днепропетровский инженерно-строительный институт
Priority to SU792869112A priority Critical patent/SU920227A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU920227A1 publication Critical patent/SU920227A1/ru

Links

Description

(5) УСТРОЙСТВО дл  МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНВЕКТИВНЫХ токов в БОЛЬШИХ ОБЪЕМАХ

Claims (2)

  1. Изобретение относитс  к горной промышленности вентил ции горных разработок и может бьпь использовано при изучении движени  конвективных токов , вызванных разностью температур в замкнутых объемах карьеров, шахт и т.п. Известно устройство дл  моделировани  потоков воздуха в карьерах, включающее модель бортов карьера , позвол ющих измен ть профиль и аппаратуру контрол  1. Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность одновременной фиксации параметров в различных точках модели, так как их измерение прризардитс  с помощью серийных термоанемометров , которые создают существенные погрешности при измерени х. Така  модель не позвол ет изучение поведени  атмосферы при различных температурных режимах. Кроме того, работа этого устройства основана на измерени х параметров в одной точке, и устройство не имеет индикаторов, которые позволили бы одновременно фиксировать эти же параметры во всем объеме модели с дальнейшим переносом состо ни  атмосферы на натуру. Известно также устройство дл  моделировани  газовых потоков, включающее герметичную камеру., в которой помещена модель горной выработки, и аппаратуру контрол  2. Недостатком этого устройства  вл етс  то, что с его помощью нельз  производить изучение конвективных токов, возникающих при наличии разности температур. Целью изобретени   вл етс  исследование на модели конвективных токов различной скорости и направлени  за счет фиксации температуры, скорости и направлени  конвективных токов с импульсами возмущени  различной длительности в любой точке модели. Цель достигаетс  тем, что устройство снабжено термостатированным шкафом , в котором установлена герметична  камера, выполненна  из прозрачного материала, с образованием между ее стенками и стенками термостатированного шкафа полости, разделенной посредством-теплоизол ционной перегородки на две части, фреоновым испарителем , нагревателем и термометром , установленными в полости, венти л тором дл  циркул ции воздуха в пог лости, возмутителем конвективных токов и индикаторами температуры и направлени  конвективных токов, помеще ными внутри герметичной камеры,; а так же системой подачи и системой подготовки воды, причем возмутитель конве тивных токов соединен с системой подачи воды, котора  соединена с систе мой подготовки воды, а индикаторы те пературы и направлени  конвективных токов соединены с аппаратурой KOHTPO Возмутитель конвективных токов выполнен в виде плоского теплообменного радиатора. Система подачи воды выполнена в виде термостатированных емкостей. Система подготовки воды выполнена в виде радиаторов с каналами дл . циркул ции воды и теплоэлектрических батарей , при этом теплоэлектрические батареи установлены между радиаторами и соединены с ними своими полюсами , а каналы одного из радиаторов соединены с системой подачи воды в возмутитель. Индикаторы температуры и направлени  конвективных токов выполнены в виде термопар и лепесточков, которые закреплены внутри герметичной камеры посредством горизонтальных нитей. На фиг. 1 показано устройство дл  моделировани  конвективных токов в больших объемах, общий вид; на фиг. 2то же, с установкой в герметичной камере модели карьера; на фиг. 3 индикатор температуры и направлени  конвективных токов, общий вид; на фиг. k - то же, вид сверху; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 1. Устройство содержит термостатированный шкаф 1, фреоновый испаритель 2, нагреватель 3 и термометр k. Посто нна  температура в шкафу поддержи ваетс  компрессором 5, испарителем 2 и подогревателем 3, которые управл ютс  автоматическим регул тором 6, св занным с блоком питани  7 при этом компрессор 5 соединен с испарителем 2 трубопроводом 8, по которому подаетс  жидкий фреон в испаритель 2, термометр 4 св зан с автоматическим регул тором 6 проводами 9, а автоматический регул тор 6, в свою очередь, соединен проводами 10 с электрическим нагревателем 3. Внутри герметичногошкафа 1 помещена герметична  камера 11. Камера 11 выполнена из прозрачного материала например органического стекла, а пространство 12, образованное внутренними стенками шкафа 1 и камерой 11, разделено теплоизолирующей перегородкой 13 на две части, между которыми помещен вентил тор 1Л . Внутри герметичной камеры 11 помещен возмутитель 15, который с помощью трубопровода 16 соединен с системой 17 подачи воды. Трубопровод 18 предназначен дл  слива использованной воды из возмутител  15. Система 17 подачи воды R возмутитель 15 состоит из термостатированных емкостей 19 и 20. Емкость 19 содержит воду с температурой, отличающейс  от температуры атмосферы в герметичной камере 11 и зависит от требуемого возмущени , т.е. необходимого перепада температурi при котором необходимо моделировать конвективные токи внутри камеры 11. Емкость 20 заполнена водой при температуре, равной температуре атмосферы камеры 11. Кажда  емкость 19 и 20 снабжены сливными трубопроводами 21 и 22, с помощью которых поддерживаетс  посто нный уровень воды. Система 17 подачи воды содержит вентили 23-27, через которые производитс  наполнение емкостей 19 и 20 водой и подача ее в возмутитель 15- Система 17 подачи воды соединена трубопроводом 28 с системой 29 подготовки воды, а трубопроводом 30 - с водопроводной сетью. Система 29 подготов .ки воды содержит термоэлектрический генератор холода-тепла, выполненный 8 виде термоэлектрических, батарей 31, которые помещены между радиаторами 32 и 33 с каналами 3 и 35, по которым циркулирует вода. Каналы 3 радиатора 32 соединены трубопроводом Зб с водопроводной сетью, а трубопроводом 28 - с системой 17 подачи воды. Каналы 35 радиатора 33 трубопроводом 37 тоже соединены с водопроводной се;1ью , .а трубопровод 33 предназначен дл  слива воды. Расход воды, поступающей в систему 29 подготовки воды, регулируетс  с помощью вентилей 39 и 0. Термоэлектрические батареи 31 питаютс  от реверсивного регулируемого источника 1 посто нного тока, с помощью которого регулируетс  холодо производительность генератора холъда тепла. Устройство дл  моделирование содержит измерительный комплекс 2, содержащий помещенные внутри герметичной камеры 11 термопары 3 рав-, номерно расположенные в вертикальной симметричной плоскости и закрепленные на горизонтальных нит х 4..На этих же нит х 44 закреплены индикато ры конвективных токов 45, выполненные в виде лепестков из легкого гибкого материала, например шелка. Кроме измерительных термопар 3, возле возмутител  15 установлены термопары 46 и 47, контролирующие температуру воздуха около нижней и верхней теплообменных поверхностей .возмутител  15, а термопары 48 и 49 - температуру на входе и выходе воды из него. Термопары 43, расположенные в камере 11, выведены на общий клемник 50, расположенный в пространстве 12, и проводами 51 через герметичные проходные устройства 52 соединены с осциллографом 53. Термопары 46-49 выведены на переключатель 54 компенса-г ционными проводами тоже через аналогичные проходные устройства. Переклю чатель 54 через термостатированный сосуд 55 со льдом и помещенной в нем термопарой 56 соединен с потенциомет ром 57- Позицией 58 показана модель карьера. Моделирование конвективных токов в больших объемах с помощью предложенного устройства осуществл етс  следующим образом. Натурный объем, в котором требует с  изучать конвективные токи, пересчитываетс  на модель с учетом существующих критериев подоби  и геоме рической аналогии. Модель исследуемо го объема помещаетс  в герметичную камеру 11 с возмутителем 15 и индика торами температуры и направлени  кон вективных токов, состо щих из термопар 43 и лепестков, помещенных на горизонтальных нит х. Температура в воздушном пространстве 12 с помощью автоматического регул тора 6, фреоно вого компрессора 5 с испарителем 2 и нагревател  3 поддерживаетс  все врем  посто нной и необходимой величины . Уровень температуры регулирует iс  посредством контактного термометра 4. Равномерность температуры по 9 7 объему камеры 11 обеспечиваетс  вентил тором 14, установленным между перегородкой 13. С помощью возмутител  15 и системы 17 подачи воды в него при различных температурах поступает вода и тем самым атмосфера воздуха в камере 11 возмущаетс . Эта температура измер етс  термопарами 43 и записываетс  с помощью осциллографа 53, по положению индикаторов направлени  конвективных токов 45 и скорости, определ емой по осциллограммам , суд т о характере конвективных токов в камере 11. Система 17 подачи воды в возмутитель 15 выполнена таким образом, что позвол ет возбуждать температуру в камере 11 как длительно так и кратковременно, что осуществл етс  с помощью вентилей 25, 26 и 27. Если необходимо производитдлительное возмущение, то «при этом, открывают вентили 25 и 27, а вент.иль 26 закрывают. Вода из сосуда 19 при температуре, отличной от температуры воздуха камеры 11, по трубопроводу 16 поступает в возмутитель 15, охлаждает или нагревает его и по трубопроводу 18 сливаетс . При необходимости импульсного возмущени  кратковременно открывают вентили 25 и 27, пропуска  мерное количество воды через возмутитель 15, потом закрывают вентиль 25 и открывают вентиль 26, пропуска  через возмутитель 15 воду при температуре , равной первоначальной температуре камеры 11. Этим можно создавать импульсное возмущение температуры в камере 11 различной длительности и скорости нарастани  фронта импульса . В системе 29 подготовки вода из сети по трубопроводу Зб и вентилю 39 поступает в теплообменник, где охлаждаетс  или нагреваетс  термоэлектрическими батаре ми 31 ипо трубопроводу 28 подаетd  через вентили 23 и 24 в емкости 19 и 20. Нагрев или охлаждение воды в радиаторе 32 зависит от направлени  тока в термоэлектрических батаре х 31, который регулируетс  реверсивным источником 41 посто нного тока. По радиатору 33 вода из сети по трубопроводам 37 и 38 поступает на слив и тем самым к одноименным спа м термобатареи 31 подаетс  необходимое количество тепла, которое зависит от того, .какую температуру необходимо получить в радиаторе 32. Вода из водопроводной сети по трубопроводу 30 может подаватьс  в емкость 20, благодар  чему можно путем смешивани  быстро подготовить во ду необходимой температуры. С помощь термопар 6 и 47, потенциометра 57 осуществл етс  контроль температуры окружающего возмутитель 15 воздуха, а термопарами k8 и контролируетс  температура вход щей и выход щей во; ды из возмутител  15. Температуры, измер емые термопарами 6, 7) 8 и 9, посредством нулевой термопары 5б, помещенной в термостатированный сосуд 55-С температурой измер ютс  потенциометром 57 в абсолютных единицах. Дл  поочередного подключе и  указанных термопар служит многопозиционный переключатель Предлагаемое устройство используетс  при моделировании конвективных токов в глубоких карьерах, показывает высокую точность измерени  направ лени  скорости и температуры воздушных потоков в герметичной камере, что позвол ет значительно снизить расходы на исследовани  атмосферных  влений при различных перепадах температур , так как обеспечивает замену трудоемких натурных испытаний испыта ни ми на модел х. Применение предложенного устройства позвол ет существенно сократить врем  и средства при изыскани х и проектировании систем вентил ции большых объемов. Оно может быть использовано дл  натурного моделировани  воздушнь1х потоков применительно к различным средствам искусственной вентил ции карьеров в пе рио/: ы шаилей и инверсий. Ощутимый эф фект данное устройство может дать при выдаче практических рекомендаций по проветфиванию карьеров, подземных камер больших объемов, крупнь1х промышленных зданий, спортивных и други сооружений. Формула изобретени  1. Устройство дл  моделировани  конвективных токов в больших объемах включающее герметичную камеру, в которой помещена модель горной выработ ки, и аппаратуру контрол , отличающеес  тем, что, с целью исследовани  на модели конвективных токов различной скорости и направлени  за счет фиксации температуры, скорости и направлени  конвективных токов с импульсами возмущени  различ НОЙ длительности в любой точке модели , устройство снабжено термостатированным шкафом, в котором установлена герметична  камера, выполненна  из прозрачного материала, с образованием между ее стенками и стенками термостатированного шкафа полости, разделенной посредством теплоизол ционной перегородки на две части, фреоновым испарителем, нагревателем и термометром , установленными в полости, веитил тором дл  циркул ции воздуха в полоЬти , возмутителем конвективных токов и индикаторами температуры и направлени  конвективных токов, помещенными внутри герметичной камеры, а также системой подачи и системой подготовки воды, причем возмутитель конвективных токов соединен с системой подачи воды, котора  соединена с системой подготовки воды, а индикаторы температуры и направлени  конвективных токов соединены с аппаратурой контрол . 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что возмутитель конвективных токов выполнен в виде плоского теплообменного радиатора . 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что система подачи воды выполнена в виде двух термостатированных емкостей. . Устройство по п. 1 , о т л ичающеес  тем, что система подготовки воды выполнена в виде радиаторов с каналами дл  циркул ции Воды и термоэлектрических батарей, при этом теплоэлектрические батареи становлены между радиаторами и соединены с ними своими полюсами, а каналы дного из радиаторов соединены с системой подачи воды в возмутитель. 5. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что индикаторы температуры и направлени  конвектйвных токов выполнены в виде термопар и лепесточков, которые закреплены внутри герметичной камеры посредством горизонтальных нитей. ; Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Т. Вентил ци  шахт и рудников. Сборник, аып, 5, Л., 1978, с. 23.
  2. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 21 F 1/02, 1978 (прототип).
    WW
    /
    , J
    fuz.2
    п
    щтт
    W / /
SU792869112A 1979-12-04 1979-12-04 Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах SU920227A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792869112A SU920227A1 (ru) 1979-12-04 1979-12-04 Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792869112A SU920227A1 (ru) 1979-12-04 1979-12-04 Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU920227A1 true SU920227A1 (ru) 1982-04-15

Family

ID=20872014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792869112A SU920227A1 (ru) 1979-12-04 1979-12-04 Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU920227A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901239A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 中国矿业大学 一种矿井通风网络异常诊断模拟实验系统及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112901239A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 中国矿业大学 一种矿井通风网络异常诊断模拟实验系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boulard et al. Characterization and modelling of the air fluxes induced by natural ventilation in a greenhouse
Chan et al. Laminar natural convection in shallow open cavities
Ha et al. Numerical study on transient heat transfer and fluid flow of natural convection in an enclosure with a heat-generating conducting body
Thorshauge Air velocity fluctuations in the occupied zone of ventilated spaces.
Warrington et al. Experimental studies of natural convection in partitioned enclosures with a Trombe wall geometry
SU920227A1 (ru) Устройство дл моделировани конвективных токов в больших объемах
Riley et al. Room air disinfection by ultraviolet irradiation of upper air: further analysis of convective air exchange
Li Characteristics of byoyancy driven natural ventilation through horizontal openings
CN111272807A (zh) 一种测定对流传质系数的实验系统及测定方法
US4500214A (en) Apparatus for the continuous measurement of the heating power of a gas
GB1138781A (en) An apparatus for determining the photosynthetic performance and the transpiration rate of plants
GB1266754A (ru)
Moftakhari et al. Improvement in the Operative Temperature Measurement of Radiant Cooling Panels.
Yang et al. Measurement of airflow around the human body with wide-cover type personal air-conditioning with PIV
Ayed et al. EXPERIMENTAL STUDY OF TEMPERATURE DISTRIBUTION FOR TURBULENT RAYLEIGH-BÉNARD CONVECTION IN A RECTANGULAR TANK
RU195910U1 (ru) Стенд для исследования теплообмена
RU169152U1 (ru) Стенд для моделирования теплообмена транспортируемых конвейерами горячих материалов
RU2816501C1 (ru) Установка для моделирования процессов влагообмена между воздушной и водной средами
JPH0395429A (ja) 恒温槽
SU1043316A2 (ru) Устройство дл исследовани естественной т ги
Bogatyrev et al. A system for measurement of convection aboard space station
SU842581A1 (ru) Устройство дл исследовани физи-KO-МЕХАНичЕСКиХ ХАРАКТЕРиСТиК диСпЕРС-НыХ МАТЕРиАлОВ
Mullin et al. Heat transfer to water in downward flow in a uniform wall temperature vertical tube at low Graetz numbers
Ayed et al. EXPERIMENTAL STUDY RAYLEIGH-BÉNARD CONVECTION IN A RECTANGULAR MOTOR OIL TANK
SU1461990A1 (ru) Устройство дл исследовани естественной т ги в горных выработках