Устройство для получения стратифицированной жидкости - SU1700443A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к геофизической гидродинамике, геологии г производству полимеров, в частности к лабораторному моделированию процессов в атмосфере и океане гидродинамике, измерению плотности образцов минерального сырья и различных синтетических веществен может быть использовано в технике гидродинамического эксперимента, а также для изменения плотности образцов различных веществ и разделения их на плотностные фракции

Целью изобретения является повышение эффективности за счет создания устойчиво стратифицированной жидкости с гладким требуемым ,профилем плотности в сосудах произвольной формы

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства

Устройство содержит сосуды с тяжелой жидкостью 1 и легкой жидкостью 2,тело 3 с переменной по высоте площадью поперечного сечения, мешалку 4, соединительные трубки 5, вентили 6 и 7, резервуар 8, в котором получается статифицированная жидкость

работает следующим обра- 3 зом

Включается мешалка 4, за ем последо- С/) взтелью открываются вентили 6 и 7. Ппот- f кость жидкости, поступающей из сосуда 2 в л резервуар, в начальный момент времени равна pi и затем постепенно повышается, так как по мере понижения уровня жидкости в сосудах устройст ва из сосуда 1 в сосуд 2 поступает тяжелая 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, определяется количеством fv поступающей из сосуда 1 тяжелой жидко- ( civ те зависимостью площади поперечного селения столба жидкости в сосуде I от высоты. Поступающая в резервуар 8 жидкость вытесняет содержащуюся там более легкую жидкость, занимая нижний слой При окончан1 in заливки создается устойчиво стратифицированная жидкость, плотность верх него и нижнего слоя которой равна соответственно р2 иуО-. Профиль плотности жидкости з резервуаре 8 зависит как от t-он фигурации тела 3 определяющей зэвиги

мость площади поперечного сечения столба жидкости в сосуде 1, так и от формы самого резервуара 8, Если задана форма резервуара, то можно рассчитать конфигурацию тела 3, которая обеспечивает создание стратифицированной жидкости с любым (гладким) требуемым профилем плотности по высоте. Например, если резервуар 8 имеет форму призмы, то для создания 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 сечения сосудов, S(z) - площадь поперечного сечения тела 3, зависящая 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 опускается на A L, а плотность при этом увеличивается на некоторую величину (La-A L)-p 0-2), Это связано с тем, что из сосуда 1 поступает более тяжелая жидкость. За тот же промежуток времени уровень жидкости в сосуде 1 уменьшается на

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

Величина приращения плотности Ар зависит от количества поступившего из сосуда 1 тяжелой жидкости.

При одинаковых изменениях высоты столба жидкости A L приращения плотности АО в сосуде 2 на различных уровнях неодинаковы и определяются соответствующими значениями 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 определяется соответствующим значением S(L).

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

повышается и от начального значенияра достигает в конце залива придельного значе- ния pi, а промежуточные значения р (L) определяются зависимость о S(L). В результате столб жидкости в резервуаре 3 /чиезт плотностьр2 на верхнем и р на ни нем спо- ях, а профиль плотности также определяется функцией S(L), т.е. формой тела 3.

Использование изобретения позволяет

значительно расширить область применения . Например, становитзя возможным в лабораторных условиях моделировать реальные профили плотности, наблюдаемые в атмосфере и океане. Кроме того, возможно

создание статифицированной жидкости с различными профилями плотности, пред ставляющими интерес в (идродинамике с точки зрения экспериментального исследования соответствующих течений. Поднимзется эффективность использования стратифицированной жидкости в традиционной области применения, например геологии и производстве полимеров, где требуется точно измерить плотность образцоа различных материалов и разделить их на плотностные фракции. Ото связано с тем, что определенные преимущества дает возможность варьирования профиля плотности в зависимости от конкретной цели,

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

Формула изобретения

Устройство для получения стратифицированной жидкости, содержащее два сообщающихся сосуда, в одном из которых установлена мешалка, отнимающееся

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

2

Реферат

Изобретение относиться к геофизической гидродинамике, геологии, производству полимеров. Цель изобретения - создание стратифицированной жидкости с любым (гладким ) профилем плотности в резервуаре любой формы Устройство состоит из двух сообщающихся сосудов, наполняемых перемешивающимися жидкостями различной плотности В сосуде с более легкой жидкостью распопожена мешалка, в другом сосуде помещено тело, площадь поперечного сечения которого-зависит от высоты 1 ил.

Формула