Устройство оперативного определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне

 

Полезная модель (ПМ) относится к области судостроения, а более конкретно - к ледовым опытовым бассейнам для проведения испытаний моделей судов и инженерных сооружений, касается вопроса определения прочности льда в ледовом опытовом бассейне и решает задачу по обеспечению оперативного и неразрушающего при этом лед определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне для повышения точности и достоверности результатов модельного эксперимента при одновременном повышении эффективности использования ледового поля для проведения в нем указанных экспериментов. Это достигается тем, что в устройство оперативного определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне, включающем измерители солености и температуры льда, средство разрушения консольных балок с силовым динамометром, связанным с регистрирующей аппаратурой, по полезной модели введена буксировочная тележка с закрепленной на ней испытуемой моделью, а измеритель температуры выполнен в виде измерителя температуры поверхности льда, в качестве которого использован сканирующий поверхность льда перед буксируемой моделью измерительный тепловизор. Тепловизор размещен на штанге, закрепленной на буксировочной тележке, расположен перед испытуемой моделью на расстоянии, равном не менее восьми толщинам ледового покрова бассейна, и установлен с возможностью осуществления по штанге возвратно-поступательных движений поперек направления движения модели в пределах 1,1-1,2 ширины испытуемой модели со скоростью, заданной в зависимости от скорости буксировки испытуемой модели. При этом в устройство введен бортовой компьютер, который расположен на буксировочной тележке и связан с измерительным тепловизором. Предлагаемое устройство оперативного определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне позволяет обеспечить оперативное, не разрушая при этом лед покрова бассейна, определение прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне для повышения точности и достоверности результатов модельного эксперимента, при одновременном повышении эффективности использования ледового поля для проведения в нем указанных экспериментов, что выгодно его отличает от прототипа.

Полезная модель (ПМ) относится к области судостроения, а более конкретно - к ледовым опытовым бассейнам для проведения испытаний моделей судов и инженерных сооружений, и могут быть использованы для оперативного определения и контроля прочности моделированного льда в процессе проведения гидродинамических экспериментов с буксируемыми моделями в ледовых опытовых бассейнах.

Известна методика определения прочности льда, согласно которой прочность льда определяют путем разрушения консольных балок льда на плаву, и при этом измеряют соленость льда и его среднюю по толщине температуру, и устройство для определения прочности льда, включающее средство разрушения консольных балок льда на плаву с силовым динамометром, связанным с регистрирующей аппаратурой, измерители солености и температуры льда, (Е.Б. Карулин, М.М. Карулина, А.С. Шестов и А.В. Марченко Исследование прочности льда на изгиб в Фиордах западного Шпицбергена, Труды Центрального научно-исследовательского института имени академика А.Н. Крылова вып. 63 (347), С-Петербург, 2011, стр. 131-142) - прототип.

Однако, определение прочности льда методом его разрушения приводит к сокращению площади ледового поля, необходимого для проведения испытаний моделей, и, кроме того, в различных точках ледового поля средняя температура льда по его толщине как правило не одинакова и, соответственно, не одинакова прочность льда в этих точках, поэтому в процессе испытаний модели путем ее буксировки в выбранной полосе ледового поля результаты эксперимента с буксируемыми моделями будут иметь погрешность и будут недостоверными.

Задачей полезной модели является создание устройства, обеспечивающего оперативное и неразрушающий лед определение прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне для повышения точности и достоверности результатов модельного эксперимента при одновременном повышении эффективности использования ледового поля для проведения в нем указанных экспериментов.

Для этого в устройство оперативного определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне, включающее измерители солености и температуры льда, средство разрушения консольных балок с силовым динамометром, связанным с регистрирующей аппаратурой, по полезной модели введена буксировочная тележка с закрепленной на ней испытуемой моделью, а измеритель температуры выполнен в виде измерителя температуры поверхности льда, в качестве которого использован сканирующий поверхность льда перед буксируемой моделью измерительный тепловизор. Тепловизор размещен на штанге, закрепленной на буксировочной тележке, расположен перед испытуемой моделью на расстоянии, равном не менее восьми толщинам ледового покрова бассейна, и установлен с возможностью осуществления по штанге возвратно-поступательных движений поперек направления движения модели в пределах 1,1-1,2 ширины испытуемой модели со скоростью, заданной в зависимости от скорости буксировки испытуемой модели. При этом в устройство введен бортовой компьютер, который расположен на буксировочной тележке и связан с измерительным тепловизором.

Установка измерительного тепловизора на штанге с возможностью осуществления по штанге возвратно-поступательных движений поперек направления движения модели в зоне шириной в 1,1-1,2 ширины испытуемой модели со скоростью, заданной в зависимости от скорости буксировки испытуемой модели, обеспечивает получение достоверных результатов измерения температуры поверхности льда и, соответственно, его средней температуры по толщине в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне.

Размещение измерительного тепловизора перед буксируемой моделью на расстоянии, равном не менее восьми толщинам ледового покрова опытового бассейна при определении температуры поверхности льда непосредственно перед буксируемой моделью, обосновано тем, что на указанном расстоянии перед движущейся моделью лед не имеет признаков разрушения, и благодаря этому обеспечивается выполнение измерений с получением данных по температуре поверхности не разрушенного перед буксируемой моделью льда, имеющего исходные физико-механические свойства.

Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на фиг. 1 показан общий вид устройства, и на фиг. 2 - вид сверху на устройство на фиг. 1.

Устройство включает размещенную в ледовом опытовом бассейне букировочную тележку 1, к которой прикреплена испытуемая модель 2 и на которой размещен измеритель температуры поверхности льда ледового покрова 3 бассейна в виде сканирующего поверхность льда измерительного тепловизора 4 (фиг. 1). Измерительный тепловизор 4 расположен на штанге 5, закрепленной на буксировочной тележке 1, и размещен непосредственно перед моделью 2 на расстоянии L, равном не менее восьми толщинам ледового покрова 3 опытового бассейна (фиг. 1). Тепловизор 4 установлен с возможностью осуществления по штанге 5 возвратно-поступательных движений поперек направления движения модели 2 в зоне шириной в пределах 1,1-1,2 ширины испытуемой (буксируемой) модели 2 со скоростью, заданной в зависимости от скорости буксировки испытуемой модели 2 (фиг. 2). Устройство содержит измеритель солености льда и средство разрушения консольных балок с динамометром, связанным с регистрирующей аппаратурой (на рисунке не показаны), и бортовой компьютер 6, который расположен на буксировочной тележке 1 и связан с измерительным тепловизором 4.

С помощью предлагаемого устройства оперативное определение прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне осуществляется следующим образом.

Предварительно в выбранном опытовом ледовом бассейне намораживают моделированные ледяные покровы, имеющие различные среднюю температуру, среднюю соленость по толщине и структуру, в которых затем определяют прочность льда при соответствующей солености S и средней температуре t по его толщине путем разрушения консольных балок льда на плаву, в результате чего получают данные о прочности льда в виде зависимости =f(S, t) и структуры льда для выбранного опытового бассейна.

Перед проведением модельных испытаний, перед каждым экспериментом с буксируемыми моделями 2, измеряют в ледовом опытовом бассейне среднюю соленость льда 3 и температуру приледного слоя воды, которые вводят в бортовой компьютер 6.

Затем при проведении эксперимента, в процессе буксировки испытуемой модели 2 непрерывно измеряют температуру поверхности льда 3 перед моделью 2 в полосе ледового покрова в пределах зоны шириной в 1,1-1,2 ширины модели 2 на расстоянии, равном не менее восьми толщинам ледового покрова бассейна, с помощью измерительного тепловизора 4, сканирующего поверхность льда ледового покрова 3 в указанной полосе, совершая возвратно-поступательные движения поперек закрепленной на испытательной тележке 1 штанге 5 со скоростью, предусмотренной режимом буксировки модели 2. Полученные данные измерительного тепловизора 4 вводятся в бортовой компьютер 6, в котором непрерывно в темпе ведения эксперимента регистрируются в виде значений температуры поверхности льда в испытуемой полосе льда ледового покрова 3, и вычисляется средняя температура льда по его толщине в указанной полосе, как среднеарифметическое между температурой поверхности льда и приледного слоя воды. Одновременно, обрабатывая бортовым компьютером 6 полученные данные о средней температуре льда по его толщине и о его средней солености с применением предварительно полученной кривой зависимости прочности льда =f(S, t), получают в процессе буксировки модели 2 информацию о прочности льда вдоль полосы буксировки модели 2.

Используя полученные данные о прочности льда вдоль полосы буксировки испытуемой модели 2, вводят поправки в результаты экспериментов с моделями тел 2, проводимых в ледовом опытовом бассейне.

Предлагаемое устройство оперативного определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне позволяет обеспечить оперативное, не разрушая при этом лед покрова бассейна, определение прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне для повышения точности и достоверности результатов модельного эксперимента, при одновременном повышении эффективности использования ледового поля для проведения в нем указанных экспериментов, что выгодно его отличает от прототипа.

Устройство оперативного определения прочности моделированного льда в темпе ведения эксперимента с буксируемыми моделями в ледовом опытовом бассейне, включающее измерители солености и температуры льда, средство разрушения консольных балок с силовым динамометром, связанным с регистрирующей аппаратурой, отличающееся тем, что в его состав введена буксировочная тележка с закрепленной на ней испытуемой моделью, а измеритель температуры выполнен в виде измерителя температуры поверхности льда, в качестве которого использован сканирующий поверхность льда перед буксируемой моделью измерительный тепловизор, расположенный на штанге, закрепленной на буксировочной тележке перед испытуемой моделью, на расстоянии, равном не менее восьми толщинам ледового покрова бассейна, и установленный с возможностью осуществления по штанге возвратно-поступательных движений поперек направления движения модели в пределах 1,1-1,2 ширины испытуемой модели со скоростью, заданной в зависимости от скорости буксировки испытуемой модели, при этом в устройство введен бортовой компьютер, который расположен на буксировочной тележке и связан с измерительным тепловизором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания новых средств исследования гребных винтов, которые позволят проводить модельные испытания комплексов, состоящих из соосных гребных винтов, в ледовых условиях
Наверх