RU2245026C2 - Fog and cloud dissipation method - Google Patents
Fog and cloud dissipation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2245026C2 RU2245026C2 RU2000122260/12A RU2000122260A RU2245026C2 RU 2245026 C2 RU2245026 C2 RU 2245026C2 RU 2000122260/12 A RU2000122260/12 A RU 2000122260/12A RU 2000122260 A RU2000122260 A RU 2000122260A RU 2245026 C2 RU2245026 C2 RU 2245026C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charged particles
- electrically charged
- air
- heating
- electric field
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники, предназначенной для воздействия на атмосферные образования, а именно для устранения тумана и облачности над различными наземными объектами, к которым следует отнести аэродромы, скоростные автодороги, морские порты, районы, требующие защиты от избыточных осадков или града.The invention relates to the field of technology intended to influence atmospheric formations, namely, to eliminate fog and cloudiness over various ground objects, which include aerodromes, high-speed roads, seaports, areas requiring protection from excessive rainfall or hail.
Основной задачей, решаемой при воздействии на атмосферные образования, является предотвращение возникновения аварийных ситуаций для различных транспортных средств вследствие тяжелых погодных условий, а также получение высоких урожаев.The main task to be solved when exposed to atmospheric formations is to prevent emergencies for various vehicles due to severe weather conditions, as well as to obtain high yields.
Известны способы рассеивания туманов и облачности, заключающиеся в использовании специальных веществ (реагентов) для искусственной конденсации паров воды.Known methods for dispersing fogs and clouds, consisting in the use of special substances (reagents) for the artificial condensation of water vapor.
В качестве реагентов, например, в CШA по МПК A 01 G 15/00 запатентованы такие вещества, как смесь из углеродов хлора (патент №2160900, опубликованный 06.06.1939 г.), йодистое серебро (патент №2527230, опубликованный 24.10.1950 г.), водный раствор хлористого кальция с загустителем (патент №2934275, опубликованный 26.04.1960 г.) и др. Для доставки реагентов и их распространения в тумане или облачности могут быть применены самолеты (см., например, патент США №2815928, МПК А 01 G 15/00, опубликованный 10.12.1957 г.), ракеты (см., например, авторское свидетельство СССР №576839, МПК А 01 G 15/00), снаряды (см., например, Российская Федерация, патент №2034444, МПК 6 А 01 G 15/00, опубликованный 10.05.1995 г.).As reagents, for example, in the United States according to IPC A 01 G 15/00, substances such as a mixture of chlorine carbon (patent No. 2160900, published on 06.06.1939), silver iodide (patent No. 2527230, published on 10.24.1950 g) are patented. .), an aqueous solution of calcium chloride with a thickener (patent No. 2934275, published 04/26/1960) and others. For the delivery of reagents and their distribution in fog or cloud can be applied aircraft (see, for example, US patent No. 2815928, IPC A 01 G 15/00, published on December 10, 1957), missiles (see, for example, USSR copyright certificate No. 576839, IPC A 01 G 15/00), shells ( see, for example, Russian Federation Patent No. 2034444, IPC 6 A 01 G 15/00, published May 10, 1995).
Несмотря на накопленный опыт практического использования реагентов (см., например, Бибилашвили и др. "Руководство по организации и проведению противоградовых работ", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1981 г.), их постоянное применение в той или иной степени приводит к ухудшению экологии окружающей среды и требует расхода значительных материальных ресурсов, обусловленного необходимостью производства реагентов в больших количествах, изготовлением и эксплуатацией средств доставки реагентов в атмосферные образования (туман и облачность).Despite the accumulated experience in the practical use of reagents (see, for example, Bibilashvili et al. “Guidelines for the organization and conduct of anti-hail works”, Gidrometeoizdat, Leningrad, 1981), their constant use to one degree or another leads to environmental degradation and requires the consumption of significant material resources, due to the need for the production of reagents in large quantities, the manufacture and operation of means of delivery of reagents to atmospheric formations (fog and cloudiness).
С точки зрения использования при воздействии на атмосферные образования экологически чистых процессов наиболее перспективным является применение электричества.From the point of view of using environmentally friendly processes when exposed to atmospheric formations, the use of electricity is the most promising.
Известны способы, основанные на доставке в атмосферные образования коронирующих проводов, соединенных с источником высокого напряжения (см., например, авторское свидетельство СССР №71260, МПК А 01 G 15/00, опубликованное 31.07.1948 г., патент США №3456880, МПК А 01 G 15/00, опубликованный 22.07.1969 г.).Known methods based on the delivery to atmospheric formations of corona wires connected to a high voltage source (see, for example, USSR author's certificate No. 71260, IPC A 01 G 15/00, published July 31, 1948, US patent No. 3456880, IPC A 01 G 15/00, published on July 22, 1969).
Основным недостатком описываемого способа и известных устройств является необходимость подъема коронирующих проводов на высоту расположения облачности, что предопределяет большие затраты топливоэнергетических ресурсов и не всегда осуществимо по погодным условиям.The main disadvantage of the described method and known devices is the need to raise the corona wires to a cloud height, which determines the high cost of fuel and energy resources and is not always feasible by weather conditions.
Известен способ, заключающийся в обдуве воздушным потоком, формируемым с помощью технических средств, коронирующих электродов, установленных у поверхности земли.A known method, which consists in blowing air flow formed using technical means, the corona electrodes installed at the surface of the earth.
Технические решения, которые реализуют известный способ - это способ вызывания дождя (см. авторское свидетельство СССР №29675, МПК A 01 G 15/00, опубликованное в 1948 г.), а также устройство для разрушения тумана (см. опубликованную заявку ФРГ №4005304, МПК Е 01 Н 13/00).Technical solutions that implement the known method are a method of causing rain (see USSR author's certificate No. 29675, IPC A 01 G 15/00, published in 1948), as well as a device for destroying fog (see published application of Germany No. 4005304 , IPC E 01 H 13/00).
Описываемый способ способствует распространению ионизированного воздуха, т.е. электрически заряженных частиц вверх, ускоряя тем самым процесс выпадения осадков из облачности или осаждение тумана.The described method promotes the spread of ionized air, i.e. electrically charged particles upward, thereby accelerating the process of precipitation from clouds or the deposition of fog.
Однако рассматриваемый способ потребуется для создания специальных систем для обдува коронирующих проводов, усложняющих конструкцию устройств. Для эффективного воздействия на облака и туманы необходимо формирование в атмосфере объемного заряда с интенсивностью, эквивалентной току около I~1 mA. Максимальная концентрация электрически заряженных частиц в атмосфере может составлять порядок Q~10-8-10-9 Кл/м3 (см. В.Я.Никандров. “Метеорологический аспект электризации конвективного облака”. Гидрометеоиздат. Л., 1981). Следовательно, технические системы для обдува коронирующих проводов должны иметь производительность G=I/Q=105-106 м3/ceк. Кроме того, эти системы должны иметь возможность создать такую струю воздушного потока, которая смогла бы вынести электрически заряженные частицы вверх в условиях температурной инверсии, характерной для условий туманов.However, the considered method will be required to create special systems for blowing the corona wires, complicating the design of the devices. For effective action on clouds and fogs, it is necessary to form a space charge in the atmosphere with an intensity equivalent to a current of about I ~ 1 mA. The maximum concentration of electrically charged particles in the atmosphere can be of the order of Q ~ 10 -8 -10 -9 C / m 3 (see V.Ya. Nikandrov. “Meteorological Aspect of the Electrification of the Convective Cloud”. Gidrometeoizdat. L., 1981). Therefore, technical systems for blowing corona wires must have a capacity of G = I / Q = 10 5 -10 6 m 3 / sec. In addition, these systems should be able to create a stream of air flow that would be able to carry electrically charged particles upward under conditions of temperature inversion, which is typical for fog conditions.
Известен способ рассеивания туманов и облаков, заключающийся в генерации электрических зарядов в атмосферу путем подключения к источнику высокого напряжения коронирующих проводов, закрепленных через изоляторы на опорах у поверхности земли (см. "Журнал геофизических исследований ", Кембридж, Массачусет, март 1962 г., т.67, стр.1073-1082). Сведения об этом способе отражены и в отечественной технической литературе (см. Л.Г.Качурин. "Физические основы воздействия на атмосферные образования", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1978 г., стр.287-363).There is a method of dispersing fogs and clouds, which consists in generating electric charges into the atmosphere by connecting corona wires to the high voltage source, fixed through insulators on supports at the surface of the earth (see "Journal of Geophysical Research", Cambridge, Massachusetts, March 1962, t .67, pp. 1073-1082). Information about this method is reflected in the domestic technical literature (see L.G. Kachurin. "Physical Foundations of Impact on Atmospheric Formations", Gidrometeoizdat, Leningrad, 1978, pp. 287-363).
Как следует из приведенных источников информации, определяющим фактором отрыва электрически заряженных частиц из зоны коронного разряда, возникающего вокруг провода, является ветер, восходящие потоки которого выносят электрические заряды в атмосферу, создавая пространственный заряд, воздействующий на атмосферные образования.As follows from the above sources of information, the determining factor in the detachment of electrically charged particles from the zone of the corona discharge arising around the wire is the wind, the upward flows of which carry electric charges into the atmosphere, creating a space charge that affects atmospheric formations.
Таким образом, эффективность известного способа определяется наличием в области коронного разряда восходящих воздушных потоков и полностью определяется погодными условиями. При отсутствии же восходящих воздушных потоков, что характерно для условий туманов, электрические заряды вверх не выносятся, и под действием электрического поля от коронирующих проводов и электрического поля объемного заряда, электрически заряженных частиц устремляются по направлениям силовых линий к земле, вследствие чего значительная часть электрически заряженных частиц не участвует в процессе, что значительно снижает эффективность использования известного способа.Thus, the effectiveness of the known method is determined by the presence of ascending air currents in the corona discharge region and is completely determined by weather conditions. In the absence of ascending air currents, which is typical for fog conditions, electric charges are not carried up, and under the influence of an electric field from corona wires and an electric field of a space charge, electrically charged particles rush along the lines of force to the ground, as a result of which a significant part of electrically charged particles is not involved in the process, which significantly reduces the efficiency of using the known method.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы устройства за счет уменьшения потерь электрически заряженных частиц.The aim of the present invention is to increase the efficiency of the device by reducing the loss of electrically charged particles.
Поставленная цель достигается следующими признаками в совокупности с известными из прототипа.The goal is achieved by the following features in conjunction with the known from the prototype.
В процессе генерации коронных разрядов осуществляют нагрев атмосферного воздуха над поверхностью земли площадью не менее 104м2 с интенсивностью нагрева не менее 10 вт на каждый квадратный метр;In the process of generating corona discharges, atmospheric air is heated above the surface of the earth with an area of at least 10 4 m 2 with a heating intensity of at least 10 W per square meter;
нагрев осуществляют в области воздушного пространства под коронирующими проводами;heating is carried out in the airspace under the corona wires;
производят замер напряженности электрического поля у поверхности земли, а нагрев воздуха осуществляют в зоне, охватывающей места, где величина электрического поля имеет максимальное значение.they measure the strength of the electric field near the surface of the earth, and the air is heated in an area covering places where the magnitude of the electric field has a maximum value.
В процессе генерации коронных разрядов в атмосфере образуются электрически заряженные частицы.During the generation of corona discharges, electrically charged particles are formed in the atmosphere.
При нагреве воздуха плотность его уменьшается и он поднимается вверх, создавая воздушные потоки, увлекающие за собой в атмосферу электрически заряженные частицы. Распространяясь в атмосфере воздушного пространства, электрически заряженные частицы воздействуют на облака и туманы.When air is heated, its density decreases and it rises, creating air currents that carry electrically charged particles into the atmosphere. Propagating in the atmosphere of airspace, electrically charged particles act on clouds and mists.
Несмотря на разнообразность процессов, происходящих в тумане и облаках при воздействии на них электрически заряженными частицами, можно выделить следующие. Это прежде всего процессы, похожие на процессы, широко использующиеся в электрофильтрах. Электрически заряженные частицы захватываются капельками мелкодисперсной влаги. Под действием электрического поля устройства и объемного заряда электрически заряженных частиц заряженные капельки двигаются к земле. Так как величина заряда, захваченного каждой капелькой различна, различны и их размеры, то скорости их движения также значительно отличаются друг от друга, что приводит к увеличению вероятности столкновения капелек, их коагуляции и гравитационного выпадения.Despite the diversity of processes occurring in fog and clouds when exposed to electrically charged particles, the following can be distinguished. These are primarily processes similar to processes widely used in electrostatic precipitators. Electrically charged particles are trapped in droplets of finely divided moisture. Under the influence of the electric field of the device and the space charge of electrically charged particles, charged droplets move to the ground. Since the magnitude of the charge captured by each droplet is different, their sizes are different, the speeds of their movement also significantly differ from each other, which leads to an increase in the probability of collision of droplets, their coagulation and gravitational precipitation.
Кроме того, на процессы рассеивания тумана (укрупнение капель влаги до критического размера, при котором они под действием силы тяжести падают вниз) влияют также процессы, связанные с захватом ионами парообразной влаги, образование "короткоживущих" маленьких зародышей капель, что приводит к понижению перенасыщения влаги и увеличению критического радиуса зародышей тумана. В результате чего капельки, размер которых менее критического, начинают распадаться, а капельки, размер которых больше критического, будут укрупняться, т.е. более крупные капли будут укрупняться за счет мелких (см. Химия нижней атмосферы. М., Мир, 1976 г., стр.25, 41).In addition, the processes of fog dispersal (enlargement of moisture droplets to a critical size, during which they fall down under the influence of gravity) are also affected by the capture of vaporous moisture by ions, the formation of "short-lived" small droplet nuclei, which leads to a decrease in moisture supersaturation and an increase in the critical radius of the fog nuclei. As a result, droplets whose size is less than critical begin to disintegrate, and droplets whose size is larger than critical will become larger, i.e. larger droplets will be enlarged due to small ones (see Chemistry of the lower atmosphere. M., Mir, 1976, p. 25, 41).
Совокупность перечисленных факторов, ускоряющих процессы коагуляции капелек и их гравитационного выпадения, определяют динамику искусственного рассеивания тумана и облаков. Проведенные лабораторные исследования искусственного рассеивания мелкодисперсной влаги путем воздействия на нее коронным разрядом подтверждают теоретические предпосылки и показывают, что искусственным образом можно рассеять мелкодисперсную влагу в течение нескольких минут.The combination of these factors accelerating the processes of coagulation of droplets and their gravitational precipitation determines the dynamics of artificial dispersion of fog and clouds. Laboratory studies of the artificial dispersion of finely dispersed moisture by applying a corona discharge to it confirm the theoretical assumptions and show that finely dispersed moisture can be artificially dispersed within a few minutes.
Заявляемое значение интенсивности нагрева воздуха и значение площади нагрева выявлено на основе моделирования процессов пограничного слоя атмосферы. При заявленных значениях возникает циркуляционное течение, которое существенно влияет на осредненные характеристики пограничного слоя вплоть до его отрыва и возникновения вертикальных потоков, которые увлекают электрически заряженные частицы и выносят их в верхние слои атмосферы. В отличие от прототипа в предложенном способе благодаря новой совокупности существенных признаков, отраженной в формуле изобретения, происходит уменьшение безвозвратных потерь электрически заряженных частиц. Если в прототипе вероятность выноса электрически заряженных частиц в атмосферу определяется наличием естественных воздушных потоков и в условиях штиля значительная часть электрически заряженных частиц замыкается на землю, то в предлагаемом способе воздушные потоки формируются искусственным образом благодаря совокупности новых признаков.The claimed value of the intensity of air heating and the value of the heating area is revealed on the basis of modeling processes of the atmospheric boundary layer. At the declared values, a circulation flow arises, which significantly affects the averaged characteristics of the boundary layer up to its separation and the emergence of vertical flows, which entrain electrically charged particles and carry them to the upper atmosphere. In contrast to the prototype in the proposed method, due to the new set of essential features reflected in the claims, there is a decrease in the irretrievable losses of electrically charged particles. If in the prototype the probability of the removal of electrically charged particles into the atmosphere is determined by the presence of natural air currents and under calm conditions a significant part of electrically charged particles is closed to the ground, then in the proposed method air flows are generated artificially due to a combination of new features.
Увеличивается доля электрически заряженных частиц, которые выносятся в атмосферу и вовлекаются в процесс рассеивания туманов и облаков, что повышает эффективность работы и позволяет достичь цели предлагаемого изобретения.The proportion of electrically charged particles that are carried into the atmosphere and involved in the dispersion of mists and clouds is increasing, which increases the efficiency of work and allows to achieve the goal of the invention.
Дополнительные признаки позволяют усилить эффект использования предложенного способа.Additional features can enhance the effect of using the proposed method.
В процессе коронного разряда формируется объемный заряд из электрически заряженных частиц, поле которого уменьшает эффективность коронного разряда. Осуществляя нагрев воздушного пространства непосредственно под коронирующими проводами, формируем воздушные потоки, которые электрически заряженные частицы выносят из зоны коронного разряда, что позволяет повысить эффективность коронного разряда и повысить эффективность предлагаемого способа.During the corona discharge, a space charge is formed from electrically charged particles, the field of which reduces the efficiency of the corona discharge. By heating the air space directly under the corona wires, we form air streams that electrically charged particles carry out from the zone of corona discharge, which improves the efficiency of corona discharge and improves the efficiency of the proposed method.
Как известно (см., например, Е.И.Бутиков и др. Физика в примерах и задачах, стр.230. М., "Наука", 1989), напряженность электрического поля определяет плотность электрических зарядов. Осуществляя нагрев воздушного пространства в зоне, охватывающей места, где величина электрического поля имеет максимальное значение, формируем воздушные потоки в области максимального скопления электрических зарядов. Тем самым обеспечивается повышение эффективности использования искусственно формируемых воздушных потоков и повышается эффективность предлагаемого способа.As is known (see, for example, E.I. Butikov et al. Physics in Examples and Problems, p. 230. M., Nauka, 1989), the electric field determines the density of electric charges. By heating the airspace in the area covering the places where the electric field has a maximum value, we form air flows in the region of maximum accumulation of electric charges. This ensures an increase in the efficiency of using artificially generated air flows and increases the efficiency of the proposed method.
Реализация предлагаемого способа может быть реализована известными техническими средствами.The implementation of the proposed method can be implemented by known technical means.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить количество выносимых в атмосферу электрических зарядов, уменьшить объем утечек зарядов в землю, что обеспечивает повышение эффективности воздействия и достижение цели предлагаемого изобретения.Thus, the proposed method allows to increase the number of electric charges carried into the atmosphere, to reduce the amount of leakage of charges into the ground, which improves the efficiency of the impact and achieve the goal of the invention.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122260/12A RU2245026C2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Fog and cloud dissipation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122260/12A RU2245026C2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Fog and cloud dissipation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000122260A RU2000122260A (en) | 2003-05-27 |
| RU2245026C2 true RU2245026C2 (en) | 2005-01-27 |
Family
ID=35139126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000122260/12A RU2245026C2 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Fog and cloud dissipation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2245026C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622707C1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-06-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" ( МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Device for correcting weather conditions |
-
2000
- 2000-08-24 RU RU2000122260/12A patent/RU2245026C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАЧУРИН Л.Г. "Физические основы воздействия на атмосферные образования", Ленинград, Гидрометеоиздат, 1978, с.359-368. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2622707C1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-06-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" ( МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Device for correcting weather conditions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2227601B1 (en) | Use of an electric field for the removal of droplets in a gaseous fluid | |
| US8988847B2 (en) | Method and apparatus for local modification of atmosphere | |
| AU2009275553B2 (en) | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere | |
| US20110194227A1 (en) | Apparatus for controlling atmospheric humidity | |
| US20040134997A1 (en) | Method and apparatus for controlling atmospheric conditions | |
| RU2245026C2 (en) | Fog and cloud dissipation method | |
| RU2488266C2 (en) | Method and device for electrophysical effect at atmosphere | |
| EP1010810A1 (en) | Mist clearing method and equipment | |
| RU2661765C1 (en) | Method of mist diffusion and device for its implementation | |
| RU2675313C1 (en) | Device for fog dissipation | |
| RU2746587C1 (en) | Fog dispersal device | |
| RU2108026C1 (en) | Fog and cloud dissipation apparatus | |
| RU2595015C1 (en) | Method of influence on atmosphere | |
| RU2360068C1 (en) | Device to have impact on atmosphere | |
| RU2060639C1 (en) | Apparatus for generating space charge in atmosphere | |
| RU2523838C1 (en) | Fog dispersal device | |
| CA2530409A1 (en) | Method for breaking anticyclonic circulation and device for carrying out said method | |
| RU2821371C1 (en) | Method for artificial regulation of precipitation on monitored mountain or adjacent to mountain territory | |
| RU2115296C1 (en) | Method for changing weather in local zones of atmosphere near the ground | |
| RU2272096C1 (en) | Method for fog dispersion | |
| RU2112357C1 (en) | Method for acting upon atmospheric formations | |
| RU2084128C1 (en) | Method for acting upon atmosphere | |
| RU2759763C1 (en) | Method for fog dispersion | |
| RU2647276C1 (en) | Method of fog and clouds dispersion and precipitation inducing | |
| RU2340166C2 (en) | Method of monitoring atmospheric processes and device to this end |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090825 |