Дождевальная установка

Применение в качестве дождевальной установки, создающей облака, газотурбинного двигателя, содержащего турбокомпрессор, форсажную камеру, установленную вертикально относительно поверхности земли, внутри которой за зоной горения расположен водяной коллектор с форсунками, направленными по потоку газа, водяной насос, выходное устройство в виде сопла Лаваля. Длина цилиндрической части форсажной камеры может быть более 20 метров. Давление воды в водяном коллекторе может быть более 10 МПа. Сущность изобретения в том, что механическая работа, совершаемая газотурбинным двигателем, и энергия продуктов сгорания (кинетическая, тепловая) используются для транспортировки воды в верхние слои атмосферы. Задачей изобретения является образование дождевых облаков, которые в виде осадков выпадают на орошаемую поверхность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системам орошения засушливых районов.

Техническим результатом изобретения является образование дождевых облаков, которые в виде осадков выпадают на орошаемую поверхность.

Известен способ получения дождевых облаков, заключающийся в охлаждении воздуха, поступающего по вертикально установленному каналу, воздухом верхних слоев атмосферы (патент RU 2431957). Применение способа ограничено метеоусловиями.

Известна система орошения, позволяющая получать дождевые облака, содержащая турбокомпрессор, форсажную камеру, выходное устройство. При этом форсажная камера расположена вертикально относительно поверхности земли, имеет водяной коллектор (патент RU 41953). Недостатком системы является привязка к местности, несопоставимо большие материальные затраты, связанные с созданием и эксплуатацией системы.

Известен газотурбинный двигатель (ГТД), содержащий турбокомпрессор, форсажную камеру, выходное устройство в виде сопла Лаваля (Теория воздушно-реактивных двигателей, Под ред. С.М. Шляхтенко, М.: Машиностроение, 1975, с.17, рис.1.4).

Сущность изобретения заключается в том, что механическая работа, совершаемая ГТД, и энергия продуктов сгорания (кинетическая, тепловая) используются для транспортировки воды в верхние слои атмосферы.

Технический результат достигается тем, что форсажная камера ГТД устанавливается в вертикальное положение относительно поверхности земли, внутри камеры (за зоной горения) размещается водяной коллектор с форсунками, направленными по потоку газа, в коллектор насосом подается вода, выходное устройство выполнено в виде сопла Лаваля.

Эффективность установки повышается, если длина форсажной камеры (цилиндрической части) более 20 метров.

Эффективность установки повышается, если давление воды в водяном коллекторе более 10 МПа.

На фиг.1 изображена дождевальная установка.

Дождевальная установка выполнена на базе ГТД, состоящего из турбокомпрессора 1, форсажной камеры 2, внутри которой последовательно установлены топливный коллектор 3 и водяной коллектор 4 с форсунками, направленными по потоку газа, выходного устройства 5, водяного насоса 6. Форсажная камера установлена вертикально относительно поверхности земли (длина цилиндрической части камеры более 20 метров). Выходное устройство выполнено в виде сопла Лаваля.

Работа установки осуществляется следующим образом. Воздух из атмосферы поступает в турбокомпрессор, в котором происходит повышение температуры и давления газа (продуктов сгорания) до значений, в несколько раз превышающих температуру и давление атмосферного воздуха.

Из турбокомпрессора горячий газ поступает в форсажную камеру 2, куда через коллектор 3 подается топливо. В результате сгорания топлива температура газа в зоне горения повышается до 2000 К и более.

Через коллектор 4, расположенный за зоной горения топлива, насосом 6, приводимым в действие турбокомпрессором 1, подается вода под давлением ~10 МПа. Вода истекает из форсунок, смешивается с газом и испаряется (температура смеси более 200°C). В результате торможения и испарения воды давление газа (смеси) в форсажной камере повышается.

В выходном устройстве газ (смесь) разгоняется до сверхзвуковой скорости (перепад давлений на сопле сверхкритический). Пар (в составе смеси) приобретает кинетическую энергию (скорость пара возрастает, а температура понижается, оставаясь более 100°C).

За счет кинетической энергии пар подбрасывается на несколько сотен метров вверх. После чего под действием выталкивающих сил (сил Архимеда) пар устремляется дальше - вверх (на несколько тысяч метров, в зависимости от температуры пара). Последующие превращения пара (конденсация и выпадение в виде дождевых осадков) определяются закономерностями, происходящими в природе при образовании дождевых облаков (БЭС, том 5, третье издание, М.: Советская энциклопедия, 1971, стр.138).

Производительность дождевальной установки определяется энергетикой базового ГТД

Gводы ≈ 1,84·Gв·(Tф-Тсм) [кг/ч],

где Gв - расход воздуха, кг/с;

Тф - температура горячего газа в форсажной камере;

Тсм - температура смеси пара и газа в форсажной камере.

Если в качестве базового ГТД использовать двигатель АЛ-31Ф, то производительность дождевальной установки составит ~330 тонн воды в час.

Эффект образования дождевых облаков усиливается за счет переноса паром в верхние слои атмосферы продуктов сгорания топлива, которые становятся центрами кристаллизации (конденсации), что позволяет увеличить объем воды в дождевых облаках (в некоторых случаях в разы) за счет воды, находящейся в окружающем пространстве.

При пониженной энергетике базового двигателя (высота подъема воды менее 500 метров) дождевальная установка работает в режиме поливальной установки - вода под действием сил гравитации орошает некоторую ограниченную поверхность земли.

Применение дождевальных установок в условиях России, где запасы пресной воды практически неограничены, решает проблемы неурожаев, связанных с засухой, лесных пожаров, экологии.

1. Применение в качестве дождевальной установки, создающей облака, газотурбинного двигателя, содержащего турбокомпрессор, форсажную камеру, установленную вертикально относительно поверхности земли, внутри которой за зоной горения расположен водяной коллектор с форсунками, направленными по потоку газа, водяной насос, выходное устройство в виде сопла Лаваля.

2. Применение в качестве дождевальной установки, создающей облака, газотурбинного двигателя по п.1, отличающееся тем, что длина форсажной камеры (цилиндрической части) более 20 метров.

3. Применение в качестве дождевальной установки, создающей облака, газотурбинного двигателя по п.1, отличающееся тем, что давление воды в водяном коллекторе более 10 МПа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает раскладку поливного трубопровода, высадку рассады сельскохозяйственной культуры в точках размещения водовыпусков и вегетационные поливы.

Комбинированная система орошения включает гидравлически соединенные водоисточник, насосную станцию, фильтр, манометры, запорную арматуру, водовоздушный бак-отстойник, модуль электроактивации оросительной воды, магистральный трубопровод, сеть распределительных и поливных трубопроводов.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в дождевальных машинах, требующих секторного полива. Дождеватель-активатор секторного полива включает корпус с центральным стволом и двумя боковыми стволами, имеющими насадки, механизм вращения стволов, выполненный в виде коромысла с реактивными лопатками.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. Способ включает предпосадочную обработку почвы, раскладку и фиксацию гибких поливных трубопроводов со встроенными в их полостях капельницами, высадку рассады овощных культур, подавление сорной растительности, внесение гербицидов и минеральных удобрений, уборку урожая и зяблевую вспашку.

Сборно-разборный полиэтиленовый трубопровод для дождевальных комплектов состоит из быстросборно-разборных полиэтиленовых труб распределительного трубопровода и дождевальных крыльев.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам орошения сельскохозяйственных культур дождеванием в мобильной оросительной технике. Широкозахватный дождевальный аппарат включает подводящую трубу, диск с крышкой - распределительную камеру, снабженную жиклерами-стволами, размещенными по окружности.

Многоствольный дождевальный аппарат включает крышку с подводящей трубой, снабженную стволами-жиклерами, размещенными по окружности и выполненными под углом к ее поверхности.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к механизации полива, и может быть использовано для орошения сельскохозяйственных культур путем дискретной (импульсной) подачи воды в очаги увлажнения.

Изобретение относится к области мелиорации земель, в частности к оросительным мелиорациям, и может быть использовано для повышения качества воды при капельном способе орошения сельскохозяйственных культур, когда поливы осуществляются водой с высоким содержанием солей.

Изобретение относится к сельскохозяйственной мелиорации, в частности к внутрипочвенному орошению. .

Изобретение относится к области воздействия на климатические условия и предназначено для рассеивания тумана. Устройство содержит заземленную решетчатую конструкцию.
Изобретение относится к метеорологии. Способ принудительного разгона атмосферных облаков предусматривает конденсацию парообразной влаги верхнего слоя облаков путем соприкосновение парообразной влаги верхнего слоя атмосферных облаков, разогретой независимым паром температурой +100÷120°C с холодной атмосферой над верхним слоем облаков.

Изобретение относится к области регулирования климата и предназначено для рассеивания тумана на контролируемой территории. Устройство содержит соединенный с источником электропитания электрод.

Изобретение относится к способам изменения атмосферных условий над заданной территорией и предназначено для формирования дождевых облаков, преимущественно в период засух.

Изобретение относится к области техники, предназначенной для рассеивания тумана над различными объектами, к которым следует отнести аэродромы, скоростные автодороги, морские порты и т.п., где для управления транспортными средствами необходимо обеспечение дальности видимости, а также на открытых площадках для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий.

Изобретение может быть использовано для сдвига и разрушения антициклонов в тропосфере. Устройство выполнено в виде геометрического зонтика из десяти радиальных проводов-коронирующих электродов, создающих антенное поле, длиной 100 м каждый, подвешенных на центральной опорной мачте из композитного материала высотой 30 м с узлом крепления проводов на вершине через высоковольтные изоляторы, изолирующие радиальные провода от центральной мачты и десяти вспомогательных мачт из композитного материала высотой 10 м, подвески радиальных проводов, электрически соединенных по периметру окружности «зонтика», изолированных от мачт стержневыми изоляторами, одна из мачт содержит узел крепления провода запитки «зонтика» от источника высоковольтного питания в регулируемом режиме изменения полярности питающего напряжения посредством высоковольтного переключателя и заземлителя питающего источника.

Изобретение относится к области метеорологии и сельского хозяйства и может быть использовано для воздействия на термический циклон с целью увеличения количества атмосферных осадков.

Предлагаемое изобретение относится к способу самоинициирующегося охлаждения тропосферы путем ее обогащения по меньшей мере одним веществом из группы неорганических хлоридов и бромидов.
Изобретение относится к области активного воздействия на гидрометеорологические процессы, в частности, для рассеивания тумана и облаков посредством генерирования адсорбирующего аэрозоля при горении пиротехнического заряда, включающего соли галогенидов.

Изобретение касается метеорологии и может быть использовано для сдвига и разрушения антициклонов в тропосфере. Устройство содержит генератор высокочастотного напряжения и присоединенную к нему систему коронирующих электродов, каждый из которых выполнен в виде соленоида с венчиком игл на концах, помещенных во внутренний нижний торец соленоидов.

Система регулирования микроклимата сельскохозяйственного поля включает размещенные по границе поля ветрозащитные и снегозадерживающие элементы, водоем, устраиваемый вдоль границы поля со стороны наиболее вероятного проникновения суховея. На противоположных берегах водоема вдоль поля размещены вертикальные жалюзи высотой не менее половины ширины водоема, установленные с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и наклона в вертикальной плоскости. Дно водоема может быть покрыто противофильтрационным материалом, вдоль водоема могут быть установлены распылители воды, а в качестве источников энергии для распылителей воды система может быть снабжена одной или несколькими ветроэнергетическими установками и солнечными батареями. Техническим результатом изобретения является повышение степени защиты поля за счет снижения скорости и температуры суховея и повышения влажности приземного слоя воздуха, а также снижение энергозатрат за счет использования природных источников энергии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Применение в качестве дождевальной установки, создающей облака, газотурбинного двигателя, содержащего турбокомпрессор, форсажную камеру, установленную вертикально относительно поверхности земли, внутри которой за зоной горения расположен водяной коллектор с форсунками, направленными по потоку газа, водяной насос, выходное устройство в виде сопла Лаваля. Длина цилиндрической части форсажной камеры может быть более 20 метров. Давление воды в водяном коллекторе может быть более 10 МПа. Сущность изобретения в том, что механическая работа, совершаемая газотурбинным двигателем, и энергия продуктов сгорания используются для транспортировки воды в верхние слои атмосферы. Задачей изобретения является образование дождевых облаков, которые в виде осадков выпадают на орошаемую поверхность. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх