Электрогазодинамический генератор

 

ЭЛЕКТРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий источник вьшосяшего заряженные частицы газового .потока с соплом, по крайней мере один инжектор заряженных частиц с соплом, установленным за срезом сопла упомянутого источника выносящего газового потока под углом к нему, системы подвода газа к соплам источника выносящего газового потока и инжектора, отличающийся тем, что, с целью повышения тока выноса за счет уменьшения доли возвращающихся к соплу инжектора заряженных частиц, сопло инжектора установлено перпендикулярно соплу источника выносящего газового потока, а его диаметр d удовлетворяет условию dV5 D VS где (J.J и j, скоростной напор струи соответственно источника выносящего газового потока и инжектора; /U, и jf - соответственно подвижность заряженных частиц и ток с инжектора; § VM D -соответственно скорость выносящего газового потока и диаметр сопла источника этого потока. СО со О) со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗИО Н 05 Р ) 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3543226/18-21 (22) 20.12.82 (46) 15.07.84. Бюл. № 26 (72) И. П. Верещагин, Л. М. Макальский, Г. 3. Мирзабекян, В. С. Петухов, В. С. Сысоев, B Я. Коровин, В. В. Кууск, В. В. Смир-. нов и Ю. Н. Швырев (71) Институт экспериментальной метеорологии (53) 621.319.74 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании № 1277429, кл. G 3 R, опублик 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 577705, кл. Н 05 F 3/06, 1976 (прототип). (54) (57) ЭЛЕКТРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИИ ГЕНЕРАТОР, содержащий источник выносящего заряженные частицы газового потока с соплом, по крайней мере один инжектор заряженных частиц с соплом, установленным за срезом сопла упомянутого источника выносящего газового потока под

„„SU„„1103369 A углом к нему, системы подвода газа к соплам источника выносящего газового потока и инжектора, отличающийся тем, что, с целью повышения тока выноса за счет уменьшения доли возвращающихся к соплу инжектора заряженных частиц, сопло инжектора установлено перпендикулярно соплу источника выносящего газового потока, а его диаметр с удовлетворяет условию где ч,, иq, — скоростной напор струи соответственно источника выносящего газового потока и инжектора; ус и 3 — соответственно подвижность заряженных частиц и ток с инжектора;

Ve D — соответственно скорость выносящего газового потока и диаметр сопла источника этого потока. С:!

103369

Изобретение относится к технике получения заряженных потоков газа и может быть использовано в системе при моделировании некоторых атмосферных электрических процессов, для создания больших объемных зарядов в атмосфере при воздействии на погоду, а также в авиации для нейтрализации статического электричества на летательных аппаратах.

Известны устройства для получения заряженных потоков газа, содержащие сопло, в котором установлен ионизатор, и систему подвода к нему газа (1).

Основным их недостатком является относительно небольшая величина тока, выносимого струей на достаточно большое расстояние.

Наиболее близким к предложенному является электрогазодинамический генератор, содержащий источник выносящего заряженные частицы газового потока с соплом, по крайней мере один инжектор заряженных частиц с соплом, установленным за срезом сопла упомянутого источника выносящего газового потока под углом к нему, системы подвода газа к соплам источника выносящего газового потока и инжектора (2).

Однако и этот источник создает недостаточный ток выноса из-за большой доли возвращающихся в сторону инжектора частиц.

Целью изобретения является повышение тока выноса за счет уменьшения доли возвращающихся к соплу инжектора заряженных частиц.

Цель достигается тем, что в электрогазодинамическом генераторе, содержащем источник выносящего заряженные частицы газового потока с соплом, по крайней мере один инжектор заряженных частиц с соплом, установленным под углом к соплу упомянутого источника выносящего газового потока за его срезом, системы подвода газа к соплам источника выносящего газового потока и инжектора, сопло инжектора установлено перпендикулярно соплу источника выносящего газового потока, а его диаметр

d удовлетворяет условию ,1 з,ss ч1 Х (1)

12. V> где 1, и с1, — скоростной напор струи соответственно источника выносящего газового потока и инжектора; ф И J — соответственно подвижность заряженных частиц и ток с инжектора;

Чи D — соответственно скорость выносящего газового потока и диаметр сопла источника этого потока.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит из инжектора 1 заряженных частиц, установленного на кольце

2, выполненного, например, в виде экрана из проводящего материала, источника 3 выносящего заряженные частицы газового потока. На чертеже обозначены струя 4 инжектора заряженных частиц и струя 5 выносящего газового потока.

Устройство работает следующим образом.

На выходе сопла каждого инжектора образуется заряженная струя, которая впрыскивается в выносящий газовый поток. Этот поток выносит заряженные. частицы, уменьшая величину объемного заряда и электрического поля вблизи сопел инжекторов, при чем оптимальные условия работы устройства достигаются при выполнении соотношения (1) . Указанное условие определяется тем, что струя инжектора не должна проткнуть выносящий газовый поток, Тогда большая часть заряженных частиц будет выноситься газовым потоком. При этом не происходит скопление объемного заряда вбли2О зи инжектора, если в точке выхода струи из газового потока отсутствуют заряженные частицы. Для этого последние должны за время движения внутри потока покинуть струю вследствие дрейфа в электрическом поле струи.

Эмпирическое уравнение струи инжектора в поперечном сносящем потоке выглядит следующим образом: ()г (2) где х и у — координаты вдоль оси потока и поперек его в плоскости струи;

9g= — — динамические напоры в выносящем газовом потоке (i=1) и в начальном сечении струи инжектора (i=2);

d — начальный диаметр струи инжектора.

Уравнение движения заряженной части35 цы вмес1 е со струей в проекции на ось у получим в предположении, что скорость движения в струе совпадает со скоростью выносящего потока. Очевидно, что — = Vsin8 (t) где (t) =агсЦ (— ), à V — скорость в струе инжектора и в выносящем потоке. Из (2)

40 легко найдем:

8 .,м- ()

1+ г, Ь вЂ” (")"

Теперь заметим, что для сверхзвукового сопла инжектора, чг и, кроме того, на большей части траектории струи —" — >) 1.

Тогда решение (3) имеет вид t(y)

do а. у гл v - - (— — ) . Сформулированное условие

Фг с3 будет выполнено, если заряженные частицы выйдут за пределы струи за время движения в пределах потока, т.е. за время

2 55

= t (D) = — — — — (—. — ) г, где D — диаметр выносящего газового потока.

При движении в поперечном потоке

55 струя принимает подковообразную форму, причем толщина подковы по порядку величины совпадает с диаметром начального сечения струи инжектора. Электрическое поле

1103369

3 в стРуе Š— Д вЂ”, где J — ток выноса одного сопла инжектора, и тогда время движения частицы до выхода из струи оказывается равным с

Условие (1) означает, что Г < t(D), т.е. оно означает, что заряженные частицы струи инжектора за время движения в указанном газовом потоке должны выйти из стр и. аким образом, при реализации предложенного решения будет происходить увеличение выносимого тока заряженных частиц за счет уменьшения объемного их заряда и числа возвращающихся к инжектору заряженных частиц.

Редактор М. Циткина

Заказ 4834/44

Составитель В. Ким

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4