RU2701329C1 - Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства - Google Patents
Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2701329C1 RU2701329C1 RU2019111663A RU2019111663A RU2701329C1 RU 2701329 C1 RU2701329 C1 RU 2701329C1 RU 2019111663 A RU2019111663 A RU 2019111663A RU 2019111663 A RU2019111663 A RU 2019111663A RU 2701329 C1 RU2701329 C1 RU 2701329C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- water
- mixture
- snow
- artificial snow
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
- F25C3/00—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow
- F25C3/04—Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow for sledging or ski trails; Producing artificial snow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно к оборудованию получения искусственного снега. Способ включает обработку турбулентного потока воздуха СВЧ-энергией, поляризацию химических элементов воздуха и капель воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс водовоздушной смеси под давлением в атмосферу. Водовоздушную смесь выбрасывают в вертикальный цилиндрический диффузор и дополнительно продувают ее снизу вверх атмосферным воздухом. Затем отбирают теплоту из капель факела, регулируют время пребывания смеси в цилиндрическом диффузоре скоростью передвижения водовоздушной смеси и доставляют снег из кристаллов заданных размеров к месту применения. Использование изобретения позволит получить искусственный снег. 1ил.
Description
Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а именно, к оборудованию получения искусственного снега для очистки воздуха на рабочих местах и создания оптимального микроклимата в животноводческих и птицеводческих помещениях, пылеподавления в комбикормовых цехах, заводах, зерноперерабатывающих предприятиях, для образования искусственного снежного покрова опытных и экспериментальных участков в растениеводстве, предохранения садов и кустарников от заморозков в период их цветения, применяется в санитарно-защитных зонах предприятий (свиноводческих, птицеводческих и др.), имеющих источники выброса вредных веществ в атмосферу.
Известен «Способ образования искусственного снега и устройство для его осуществления» (патент RU № 2032869, МПК F 25 C 3/04, 1995), по которому предусмотрено образование искусственного снега раздельной подачей рабочего газа под повышенным давлением и распыленной жидкости, устройство снабжено камерой для мгновенного расширения части потока газа. Установка конструктивно сложная и труднореализуемая на практике.
Известно «Устройство для получения искусственного снега» (патент RU № 2129691, МПК F 25 C 3/00, 1999), устройство снабжено дополнительным источником ультразвука со стержневым концентратором продольных колебаний. Это устройство осуществляет механический распыл воды и жидкой двуокиси углерода, однако не создает зачатков ядра снежинок из поляризованных химических элементов в составе воздуха, что не интенсифицирует процесс снегообразования.
Известен «Способ получения искусственного снега для сельского хозяйства» (патент RU № 2676134, МПК F 25 C 3/04, 2018) - принят за прототип, по которому проводят обработку турбулентного потока воздуха СВЧ-энергией , поляризацию химических элементов воздуха и капли воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс водовоздушной смеси под давлением в атмосферу.
Используется СВЧ-энергия, генератор СВЧ-энергии и струйные форсунки, однако струйные форсунки недостаточно создают мельчайших капель, от этого способа зависит качество и производительность установки.
Задачей изобретения является повышение коэффициента снегообразования и обеспечение возможности производства снега на открытом воздухе при минусовой температуре, а его использование в помещениях с плюсовой и минусовой температурой.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе производства искусственного снега для сельского хозяйства, включающем обработку турбулентного потока воздуха СВЧ-энергией, поляризацию химических элементов воздуха и капли воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс водовоздушной смеси под давлением в атмосферу, согласно изобретению, водовоздушную смесь выбрасывают в вертикальный цилиндрический диффузор и дополнительно продувают ее снизу вверх атмосферным воздухом, отбирают теплоту из капель факела, регулируют время пребывания смеси в цилиндрическом диффузоре скоростью передвижения водовоздушной смеси, доставляют снег из кристаллов заданных размеров к месту применения.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена - схема «Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства».
Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства осуществляется устройством, которое содержит последовательно соединенные средство 1 подачи воздуха под давлением, сопло Лаваля 2, СВЧ-камеру 3, генератор СВЧ-энергии 4, смесительную камеру 5 и конический диффузор 6, средства подачи воды 7 и жидкой двуокиси углерода 8; со штуцерами 9 и 10 соответственно. Внутри выходного конуса сопла Лаваля по спирали под углом γ к образующей закреплены направляющие витки 11, а на крышке смесительной камеры установлена центробежная форсунка 12 с коническим диффузором 13, образующего водовоздушный факел 14. На крышке смесительной камеры 15 закреплен цилиндрический диффузор 16, на верху которого установлен центробежный вентилятор 17 с всасывающим патрубком 18, сообщенный с регулятором подачи воздуха 19 и нагнетательным патрубком 20, соединенным с гибким недеформируемым шлангом 21 с гасителем скорости смеси воздуха и снега 22. Гибкий шланг фиксируется опорой 23.
Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства осуществляется следующим образом.
Воздух средством 1 нагнетается в сопло Лаваля 2, где в объеме выходного конуса сопла Лаваля посредством СВЧ-камеры 3 и генератора СВЧ-энергии 4 создается электромагнитное поле - радиоволны миллиметрового диапазона, которые концентрируются в центре конуса. Поток воздуха продувается по каналам между витками спирали 11, который переходит в турбулентное состояние, при этом он охлаждается за счет адиабатического расширения, увеличивается его скорость, под действием электромагнитного поля химические элементы в составе воздуха поляризуются, происходит аэрозольное распыление воды из влаги воздуха. Турбулентный поток воздуха перемещается в смесительную камеру 5, в нее же средствами 7 и 8 через штуцеры 9 и 10 подают к торцевой поверхности смесительной камеры воду и двуокись углерода, где под действием турбулентного потока происходит их распыление и смешивание. Смесь воздуха и жидкостей под давлением, которое создается в камере смешивания, подается в центробежную форсунку 12, установленную на крышке смесительной камеры 5. Центробежный вентилятор 17 через всасывающий патрубок 18, регулятор подачи воздуха 19 и цилиндрический диффузор 16, установленный на крышке смесительной камеры 15, засасывает атмосферный воздух и поднимает водовоздушную смесь, при этом она охлаждается, образуются кристаллы снега, которые через нагнетательный патрубок 20 с воздухом по гибкому недеформируемому шлангу 21 подается к месту применения. Если снежная масса выбрасывается не в объем помещения. а на поверхность поля или опытный участок, то на конец шланга, который фиксируется опорой 23, устанавливается гаситель скорости 22.
Основными показателями в процессе снегообразования является массовый расход воздуха и жидкости. Поскольку массовый расход воздуха в любом продольном сечении постоянен: p·v·A=const, где p - локальное давление, v – локальная скорость газа, A - площадь местного сечения сопла, то перемещаясь по соплу Лаваля газ сжимается, температура и давление повышаются, затем расширяется, при этом его температура и давление падают, а скорость возрастает. Внутренняя энергия воздуха преобразуется в кинетическую энергию направленного движения. (Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Глава Х. Одномерное движение сжимаемого газа. § 97. Истечение газа через сопло. Теоретическая физика – Т.6. Гидродинамика).
Водовоздушная смесь при выходе с большой скоростью из конического сопла испытывает аэродинамическое сопротивление атмосферного воздуха и распадается на множество мелких капель. На каплю воды действуют силы направленные против сил поверхностного натяжения и если эти силы превосходят силы поверхностного натяжения, то происходит «взрыв» капли (Паджи Д.Г., Галустов В.С. Распылители жидкостей. - М.,Химия,1979,с. 176).
Чем сильнее «взрыв», тем мельче «осколки» разрушенной капли и тем быстрее происходит переход от полидисперсной системы к монодисперсной.
При высокой скорости выброса факела водовоздушной смеси на высоту до 3 м процесс отдачи тепла и замораживания капель происходит мгновенно,но при этом крупные капли не успевают заморозится в хлопья снега и выпадают в виде капель жидкой смеси, а коэффициент снегообразования составляет только 0,5-0,85 (Гаспарьян Н.А. диссертация. Пылеподавление на основе использования фазовых переходов влаги при ведении открытых горных работ. Санкт-Петербург, 2008). Применение способа производства искусственного снега для сельского хозяйства позволит повысить эффективность образования кристаллов снега в продуваемом вертикальном, цилиндрическом диффузоре, так как скорость свободного падения капель смеси в неподвижном воздухе диаметром до 100 мкм составляет 0,75 м/с, а при диаметре 500-600 мкм – 4,5 м/с. (Шувалов Ю.В., Мохамад А., Бульбашев А.П. Устройства для борьбы с пылью при отрицательных температурах воздуха //Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2000. - № 9 – С.5-7).
Мелкие капли, обладая высокой парусностью, приобретают большую скорость в цилиндрическом диффузоре, чем крупные; поэтому происходит отбор кристаллов снега по размеру в меру их замерзания: мелкие капли смеси замерзают быстрее и при постоянной скорости движения воздушного потока в вертикальном диффузоре перемещаются с большей скоростью и меньше времени находятся в диффузоре, чем крупные, которые в 5-6 раз дольше преодолевают тот же путь и замерзают. При регулируемой подаче воздуха в диффузор обеспечивается полное замораживание капель различных размеров и повышение коэффициента снегообразования.
Применение способа производства искусственного снега позволит его производить на открытом воздухе, что эффективно в зимнее время, использовать снег в помещении в любое время года при положительной и отрицательной температурах атмосферного воздуха.
Claims (1)
- Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства, включающий обработку турбулентного потока воздуха СВЧ-энергией, поляризацию химических элементов воздуха и капель воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс водовоздушной смеси под давлением в атмосферу, отличающийся тем, что водовоздушную смесь выбрасывают в вертикальный цилиндрический диффузор и дополнительно продувают ее снизу вверх атмосферным воздухом, отбирают теплоту из капель факела, регулируют время пребывания смеси в цилиндрическом диффузоре скоростью передвижения водовоздушной смеси, доставляют снег из кристаллов заданных размеров к месту применения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111663A RU2701329C1 (ru) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111663A RU2701329C1 (ru) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2701329C1 true RU2701329C1 (ru) | 2019-09-25 |
Family
ID=68063164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019111663A RU2701329C1 (ru) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2701329C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1744385A1 (ru) * | 1989-02-03 | 1992-06-30 | Мгту Им.Н.Э.Баумана | Способ получени искусственного снега |
RU2089796C1 (ru) * | 1994-03-29 | 1997-09-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности | Способ получения искусственого снега и устройство для его осуществления |
EA029339B1 (ru) * | 2011-10-01 | 2018-03-30 | Океанос Корпорейшен | Устройство и способ получения искусственного снега из воды |
RU2676134C1 (ru) * | 2017-10-27 | 2018-12-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ получения искусственного снега для сельского хозяйства |
-
2019
- 2019-04-18 RU RU2019111663A patent/RU2701329C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1744385A1 (ru) * | 1989-02-03 | 1992-06-30 | Мгту Им.Н.Э.Баумана | Способ получени искусственного снега |
RU2089796C1 (ru) * | 1994-03-29 | 1997-09-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности | Способ получения искусственого снега и устройство для его осуществления |
EA029339B1 (ru) * | 2011-10-01 | 2018-03-30 | Океанос Корпорейшен | Устройство и способ получения искусственного снега из воды |
RU2676134C1 (ru) * | 2017-10-27 | 2018-12-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Способ получения искусственного снега для сельского хозяйства |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3567116A (en) | Atomizing method and apparatus | |
EP0225081B1 (en) | Method and apparatus for producing microfine frozen particles | |
US3716190A (en) | Atomizing method | |
RU2676134C1 (ru) | Способ получения искусственного снега для сельского хозяйства | |
EP2972018B1 (en) | Nucleator for generating ice crystals for seeding water droplets in snow-making systems | |
RU2298138C2 (ru) | Аппарат для изготовления снега и способ его эксплуатации | |
US4223836A (en) | Snowmaking machine and method | |
JPS5911835B2 (ja) | 雪を製造するための方法 | |
FR2579732A1 (fr) | Dispositifs et procedes de fabrication de neige artificielle | |
US6793148B2 (en) | Water-only method and apparatus for making snow | |
CN102792110A (zh) | 造雪设备和方法 | |
RU2701329C1 (ru) | Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства | |
CA2195407C (en) | Method and apparatus for artificial making of snow | |
EP1710519B1 (en) | A method and device for snow making | |
RU2701303C1 (ru) | Линия производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства | |
RU2701666C1 (ru) | Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства | |
RU2294500C1 (ru) | Теплообменный комплекс для охлаждающей системы оборотного водоснабжения | |
RU174747U1 (ru) | Пароохладитель | |
US4916911A (en) | Snowmaking process and apparatus | |
RU2711596C1 (ru) | Установка производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства | |
RU2317862C1 (ru) | Насадок дождевального агрегата | |
RU2793352C1 (ru) | Дождеобразующее устройство дождевальной машины | |
US7963507B2 (en) | Smoke generator | |
RU2687140C1 (ru) | Устройство получения искусственного снега для сельского хозяйства | |
JPH06257916A (ja) | 人工降雪方法及び装置 |