Файл: Орлова, В. В. Гидрометрия учебник.pdf

(справа, внизу от большой цифры) — число шариков в этом сек­ торе. Например, если в 18-й сектор выпало два шарика, а в 20-й — три, то записать нужно так: 182 203 (без запятых).

Чтобы убедиться в правильности работы вертушки, нужно про­ верить соответствие между числом оборотов лопастного винта и количеством выпавших шариков. Поскольку каждый шарик выпа­

ков или быть на единицу меньше него. При большем расхождении наблюдение следует повторить.

Обработка результатов наблюдений за течением производится арифметическим или геометрическим способом. Выбор способа за­ висит от величины угла между крайними секторами, в которые выпали шарики. Если этот угол меньше угла, вычисляемого по формуле 30°+4/г (где п — число выпавших шариков), то применя­

ется арифметический способ обработки, а если больше, — геомет­ рический.

А р и ф м е т и ч е с к и й с п о с о б о б р а б о т к и состоит в сле­ дующем.

1.Вычисляется число оборотов лопастного винта вертушки в се­ кунду путем деления общего числа оборотов на продолжитель­ ность наблюдений.

2.По вычисленному числу оборотов в секунду по тарировочной таблице вертушки находится скорость течения.

3.Вычисляется средний магнитный азимут направления тече­

ния в различных вариантах осреднения:

а) Na — средний магнитный азимут направления течения,

равный среднему значению из двух крайних направлений, зафи­ ксированных выпавшими шариками;

б) Nа — средний магнитный азимут направления течения, рав­

ный среднему арифметическому из всех наблюденных направле­ ний;

5. Вычисляется истинный азимут направления течения путем введения в магнитный азимут поправки на склонение. Если скло­ нение восточное, то поправка прибавляется, а если западное, — вычитается.

Пример. В компасную коробку выпало 10 шариков с распреде­

лением по секторам: 172196202. Угол разброса шариков: (20 — 17) X

Х10 = 30°; этот угол меньше 30°+4п = 30° + 4 • 10 = 70°. Следова­ тельно, обработку результатов наблюдений за течением нужно производить арифметическим способом. Вычисляем:

373

1) средний магнитный азимут направления течения в различ­ ных вариантах осреднения:

2.Определяется средний магнитны

Рис. 178. Векториальный график для определения результирующего течения графическим способом.

умножают на 10. Затем на вертикальной линии (рис. 178), при­ нятой за направление меридиана, из точки О при помощи тран­ спортира строят первый вектор (в масштабе 1 см соответствует одному шарику). От конца первого вектора строят таким же

•образом второй Еектор и т. д. Линия ОД, соединяющая начало первого вектора и конец последнего, представляет собой вектор результирующего течения, а угол а между меридианом и этой линией дает величину магнитного азимута N a.

3.Вычисляется истинный азимут направления течения так же, как и при арифметическом способе.

4.Вычисляется истинная средняя скорость течения по формуле

3 7 4

татов наблюдений нужно производить геометрическим способом. Приняв масштаб векторов один шарик равен 1 см, получаем

ложенных друг на друга кругов:

нижнего неподвижного с рукояткой и верхнего, вращающегося на оси, укрепленной в центре нижнего крута. Нижний круг изготов­ лен из фанеры с наклеенной на нем миллиметровой бумагой, верх­ ний — из органического стекла или целлулоида. По окружности верхнего круга нанесены деления через 1°. У основания руко­ ятки на нижнем конце вертикального диаметра неподвижного' (нижнего) круга укреплена стрелка-указатель.

Обработка при помощи круга производится следующим обра­ зом.

Поворачивают верхний прозрачный круг так, чтобы указатель нижнего круга совместился с делением верхнего круга, соответст­ вующим направлению первого вектора (в приведенном примере 60°). Откладывают от центра круга вверх в произвольном

375

и на конце этого отрезка ставят точку. Затем поворачивают верхний круг так, чтобы у стрелки-указателя пришлось градусное деление, соответствующее направлению второго вектора (80°), и от полу­ ченной ранее точки откладывают вверх в этом же масштабе вто­ рой отрезок, равный числу шариков, выпавших в этот сектор (0,5 см). Конец второго отрезка также отмечают на верхнем круге точкой. Подобным же образом на верхнем круге отмечаются концы всех векторов, причем конец последнего вектора отмечается кре­ стиком. Совместив посла этого вращением верхнего круга конец последнего вектора с верхней половиной вертикальной оси ниж­ него круга, отсчитывают по стрелке-указателю искомый магнит­ ный азимут направления результирующего течения N a. Разделив

расстояние между концом последнего вектора и центром круга, снятое с верхнего круга в принятом масштабе, на общее число выпавших шариков, находят коэффициент рассеивания К-

§ 119. Измерители и самописцы течений

Наиболее детально режим течений может быть изучен при помощи измерителей и самописцев течений, позволяющих полу­ чить более достоверные данные и, что еще важнее, проследить изменение течений во времени. Из числа имеющихся конструкций

венном гидрологическом институте. Прибор предназначен для из­ мерения скорости и направления течения на глубинах до 30 м при скорости течения от 0,02 до 0,70 м/с с дистанционной передачей показаний на судно.

Измеритель течений состоит из двух приборов: 1) вертушки для измерения скорости течения и 2) указателя направления те­ чения.

Общий вид измерителя течений изображен на рис. 180. Скорость течения измеряется специальной вертушкой, состоя­

щей из следующих основных частей: 1) корпуса с защитным коль­ цом и 2) ходовой части с контактным устройством и лопастным винтом (разрез вертушки представлен на рис. 181).

Корпус вертушки цилиндрической формы, имеет в удлиненной части глубокую полость, в которую вставляется ось 1 с контакт­

ным устройством. Ось ходовой части крепится неподвижно сто­ порным винтом 2.

Ходовая часть состоит из оси 1, двух шарикоподшипников 3, разделенных распорной втулкой 4 и закрепленных осевой гайкой 5, гильзы 11 с гайкой 7, гильзы лопастного винта 8, лопастей 9 и гайки лопастей 10.

Контактный механизм вертушки расположен во внутренней полости гильзы И и состоит из двух контактных проволочек —

376

Рама служит для крепления вертушки, указателя направления течения и хвостового оперения. Прибор опускается на тросе, кото­ рый крепится к постоянному вертлюгу рамы.

Потенциометрический дистанционный компас ПДК-3 представ­ ляет собой магнитный компас, у которого картушка имеет внутри систему из четырех магнитов и может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. На этой оси укреплена площадка с тремя щет­ ками, скользящими по потенциометру, и три контактных кольца, при помощи которых снимаются напряжения с подвижных щеток датчика. Изменение положения подвижного контакта потенцио­ метра связано однозначной функциональной зависимостью с изме­ ряемой величиной. В качестве указателя применяется магнито­ электрический логометр (измеритель отношения токов).

Хвостовое оперение прибора состоит из штанги, двух вогну­ тых обтекаемых пластин и поплавка.

Источником питания датчика направления течения служит ба­ тарея сухих гальванических элементов общим напряжением 27 В, датчика скорости — гальванические элементы напряжением 3 В. Дистанционной линией связи является шестижильный кабель, одна жила которого служит для передачи сигналов вертушки.

Скорость течения измеряется путем регистрации числа оборо­ тов лопастного винта и времени, определяемого по секундомеру, а направление течения отсчитывается по логометру через каждые

10— 15 с.

Обработка результатов наблюдений измерителем ГР-42 произ­ водится аналогично обработке материалов, полученных морской вертушкой, но, в отличие от последней, вместо направлений, за­ фиксированных выпавшими шариками, используются отсчеты по логометру. Кроме того, вычисляются максимальная и минималь­ ная скорости течения, зарегистрированные во время наблю­ дений.

С а м о п и с е ц т е ч е н и й БПВ (буквопечатающая вертушка конструкции Ю. К. Алексеева) представляет собой автоматический прибор, в котором скорость и направление течения отпечатыва­ ются на бумажной ленте цифрами через каждые 5, 10, 15, 20, 30 или 60 мин. При регистрации элементов течения через 5 мин при­ бор может работать в течение пяти суток, а при регистрации через 60 мин — в течение двух месяцев. Для определения скорости течения используется вращающийся на вертикальной оси лопастный винт, а для определения направления — магнитный компас. В ка­ честве источника энергии для работы прибора используется пру­ жина.

Существуют две модели самописца: модель БПВ-2, предназ­ наченная для работ на глубинах до 1500 м, и модель БПВ-2р (рис. 182), рассчитанная для глубин до 250 м и отличающаяся меньшим весом и лучшей обтекаемостью.

Самописец состоит из трех основных частей: 1) корпуса с ру­ левым устройством, 2) лопастного винта, 3) регистрирующего ме­ ханизма.

379