Устройство для моделирования облачных процессов

 

О П И С А Н И Е „„885949

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 06.08 79 (21) 2807829/18-10 с присоединением заявкн №вЂ” (51) М Кл а

G0l W 100

Гасударственный квмнтет (23) Прнорнтет—

Опубликовано 30.11.81. Бюллетень № 44 (53) УДК 551.508..9 (088.8) вв дедам нэвбретеннй н вткрмтин

Дата опубликования описания 05.12.81

М. Ф. Бялельдинов, А. И. Сергеева, В. М. Спнрндонав, А. Х. Аджиев н Х. Х. Медалнев

1 (72) Авторы изобретения

Государственное специальное конструкторское бюро теплофнзнческого приборостроения (7l ) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ОБЛАЧНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к метеорологии, а именно к научным нсследаванням прн моделировании разнообразных условий в облаках и может быть использовано прн изученни льдообразующнх н конденсацнонных свойств атмосферных ядер, прн нзученин физики осадкообразовання н физики активного воздействия на грозовые процессы.

Известны устройства для моделирования облачных процессов, . например, динамнческая термоднффузионная камера для нзучения свойств льдообразующнх ядер. Эта камера содержит две горизонтальные пластины, покрытых льдом н находящихся на расстоянии одна над другой. Верхняя пластина поддерживается при более высокой температуре, чем нижняя, таким образом создается приблизительный линейный градиент температуры н влажности в равновесных условиях с максимумом пересыщення несколько ниже центра (I).

Недостатком таких камер является большой разброс пересыщеннй.

Наиболее близким к предлагаемому уст. ройству является термоэлектрическая диффузнонная камера для исследования процессов градо- н облакообразования (2).

Ка мера содержит теплонзолнрованный корпус, съемную крышку с основными к дополнительными окнами, термоэлектробатареи, две пластины, выполненные одна в виде кольца, а другая — в виде диска, соединенные теплонзолнрованной прокладкой и размещенные на термоэлектробатареях, которые плотно прижаты к ним резервуаром с охлаждающей средой. На пластине-диске расположена прокладка с отверстнем для поддонов с фильтрами проб воздуха. Дополнительные окна. служат для освещения фильтров.

Недостатком камеры является то, что в ней невозможно проводить исследования по нуклеацнн воды н льда прн наличии внешних электрических полей и зарядов на аэрозольных частицах, что имеет место в естественных облачных процессах.

Цель изобретения — создание условий моделирования облачных процессов, приблнженных к естественным атмосферным процессам.

20 Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее теплонзолнрованный. корпус, съемную крышку со смотро-. вым окном, пластину-диск н охлаждающий:

885949 узел, снабжено источником электрического напряжения, подключенным к электроизолированной пластине-диску, выполненной в виде теплообменника с диэлектрической жидкостью и служащей дном рабочей камеры, выполненной с двойными стенками, внутренний объем между которыми заполнен охлаждающей. диэлектрической жидкостью.

Источник высокого напряжения, подключенный ко дну рабочей камеры, подает на аэрозольные частицы электрический потенциал, в результате которого частицы заряжаются электрическим зарядом. Охлаждение заряженных частиц осуществляется охлаждающей жидкостью циркулирующей в теплообменнике, в результате чего исклю5

1О

15 чены наводки на охлаждаемое дно рабочей камеры, находящейся под напряжением.

Боковые двойные стенки рабочей камеры охлаждаются жидкостью более высокой температуры, чем в теплообменнике, что обеспечивает в объеме рабочей камеры разнотем пературные условия, способствующие поддержанию регулируемых пересыщений.

С целью безопасности работы корпус устройства электроизолирова н.

На чертеже. изображено устройство, об- 25 щий вид.

Устройство для моделирования облачных .процессов представляет собой термоэлектро-. изолированный корпус l, внутри которого в нижней части расположен теплообменник 2 с каналами 3 для циркуляции жидкого азо- ® та и каналами 4 и 5 для его входа. Верхняя поверхность 6 теплообменника служит дном рабочей камеры 7. Сверху рабочая камера закрыта съемной крышкой 8 со. смотровым окном 9 для наблюдения за исследуемыми частицами через микроскоп, l О. Двойные боковые стенки 11 рабочей камеры имеют объем !2 с каналами 13 и

14 для входа и выхода охлаждающей смеси. Автономно от корпуса расположен источник высокого напряжения 15 с электро- 4о изолированными выводами 16 на дне рабочей камеры. Фторопластовая прокладка

17 расположена между двойных боковых стенок рабочей камеры и теплообменником и служит электроизоляцией от находящего- 45 ся под напря1кением теплообменника. Термопара 18 на боковой стенке и 19 на дне рабочей камеры соединена электрически с потенциометром 20 и служит для измерения температур. в камере.

Устройство работает следующим обра- 50 зом.

Снимают крышку корпуса н на дно рабочей камеры помещакл фильтр с исследуемой пробой. Закрывают крышку, подают от источника высокого напряжения электрический потенциал на дно рабочей камеры, в результате исследуемые частицы заряжаются. Величина заряда q определяется по формуле:

Ц =—

U где !! — поданный потенциал;

r — радиус исследуемых частиц.

Затем заряженные частицы охлаждаются жидким азотом. При этом происходитобразование и рост водяной и ледяной фаз, наблюдение за которыми производят через микроскоп и смотровое окно. Так как боковые стенки рабочей камеры имеют более высокую температуру, чем дно, то внутри камеры создается разность температур, необходимая для получения нужного пересыщения, не. превышающего по величине пересыщения в естественных облаках. Контроль температур боковых стенок и дна рабочей камеры осуществляется двумя термопарами, подключенными к гальванометру или к малоинерционному самописцу. В процес-. се работы, изменяя величину заряда и его знак, следят за температурой и пересыщением для образования воды и льда.

Предлагаемое устройство позволит проследить нуклеацию льда не только в функции пересыщения и температуры, но и в функции электрического заряда, что имеет место в естественных облаках.

Формула изобретения

Устройство для моделирования облачных процессов, содержащее рабочую камеру с теплоизолированным корпусом, имеющим съемную крышку со смотровым окном, пластину-диск для фильтров с исследуемой пробой и систему охлаждения, отличаюи1ееся тЕм, что, с целью приближения условий моделирования к естественным атмосферным условиям, оно снабжено источником электрического напряжения, подключенным к электроизолированной пластине-диску, выполненной в виде теплообменника с диэлектрической жидкостью и служащей дном рабочей камеры, выполненной с двойными стенками, внутренний объем между которыми заполнен охлаждающей диэлектрической жидкостью. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Тезисы докладов У111 международной конференции по нуклеации. Л., 1973, с. 92—

94.

2. Авторское свидетельство СССР № 525366, кл. G 01 W 1/00, 1974 (прототип).

885949

Составитель С. Непомнящая

Редактор И. Тыкей Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Заказ 10538/68 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4