RU2701666C1 - Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства - Google Patents

Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства Download PDF

Info

Publication number
RU2701666C1
RU2701666C1 RU2019109933A RU2019109933A RU2701666C1 RU 2701666 C1 RU2701666 C1 RU 2701666C1 RU 2019109933 A RU2019109933 A RU 2019109933A RU 2019109933 A RU2019109933 A RU 2019109933A RU 2701666 C1 RU2701666 C1 RU 2701666C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
water
mixture
atmosphere
artificial snow
Prior art date
Application number
RU2019109933A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Иванович Сыроватка
Наталья Владимировна Жданова
Андрей Дмитриевич Обухов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2019109933A priority Critical patent/RU2701666C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2701666C1 publication Critical patent/RU2701666C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25CPRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C3/00Processes or apparatus specially adapted for producing ice or snow for winter sports or similar recreational purposes, e.g. for sporting installations; Producing artificial snow
    • F25C3/04Processes 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)
  • Nozzles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способу получения искусственного снега. Способ включает обработку СВЧ-энергией турбулентного потока воздуха, поляризацию химических элементов воздуха и капель воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс смеси под давлением в атмосферу. Турбулентному водовоздушному потоку смеси придают вращательное движение в зазоре между усеченными конусами и выбрасывают в атмосферу центробежным способом, превращая в атмосфере поток водовоздушной смеси в полый тонкостенный конус из воздушной смеси с образованием мельчайших капель – ядер снежинок на расстоянии 800-1000 мм от конца конического сопла. Использование изобретения позволит повысить интенсивность процесса образования искусственного снега. 1 ил.

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 F25C 3/04, 1995), 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 F25C 3/00, 1999), которое 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.
Известно «Способ получения искусственного снега для сельского хозяйства» (патент RU № 2676134, МПК А 23 N 17/00, 2018 - принята за прототип, заключающийся в подаче воздуха, воды и двуокиси углерода под давлением, распылении, смешивании этих компонентов и выбросе в атмосферу. Устройство для осуществления способа снабжено СВЧ-камерой и генератором СВЧ-энергии и струйными форсунками, однако струйные форсунки недостаточно создают мельчайших частиц, от этого зависит интенсивность, качество снегообразования, качество снега и производительность установки.
Задачей изобретения является повышение интенсивности снегообразования за счет центробежного способа выбрасывания водовоздушного потока смеси в атмосферу и создания полого тонкостенного конуса в атмосфере.
Выше указанный технический результат достигается тем, что в способе производства искусственного снега для сельского хозяйства, включающего обработку СВЧ-энергией турбулентного потока воздуха, поляризацию химических элементов воздуха и капли воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс смеси под давлением в атмосферу, согласно изобретению, турбулентному водовоздушному потоку смеси придают вращательное движение в зазоре между усеченными конусами и выбрасывают в атмосферу центробежным способом, превращают в атмосфере поток водовоздушной смеси в полый тонкостенный конус из воздушной смеси и образуют мельчайшие капли – ядра снежинок – на расстоянии 800-1000мм от конца конического сопла.
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.
В способе производства снега с использованием центробежной форсунки важное значение отводится углу конусности α и корневому углу β. Значение угла α выбрано из условий максимального напора пневмогидравлического потока смеси по внутренней цилиндрической и конической поверхностям корпуса-насоса, а корневой угол центробежной форсунки β определен из условий максимального распыления водовоздушной смеси и высоты факела, их числовые значения определены экспериментально, при этом угол конусности α ≤ 45°, корневой угол центробежной форсунки β=42-56° , высота факела составляет 900-3000мм.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 – представлена схема «Установка производства искусственного снега для сельского хозяйства»; на фиг.2 - вид А-А; на фиг.3 - вид Б-Б.
Установка производства искусственного снега для сельского хозяйства содержит последовательно соединенные средство 1 подачи воздуха под давлением, сопло Лаваля 2, СВЧ-камеру 3, генератор СВЧ-энергии 4, смесительную камеру 5 и 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. В ее корпусе 13 (фиг. 2, вид А-А) имеется нижняя цилиндрическая часть 14 и верхняя коническая 15. Нижняя цилиндрическая часть корпуса центробежной форсунки образует камеру закручивания 16, которая через тангенциальные каналы 17 и конусные соединители 18 сообщаются со смесительной камерой 5. В цилиндрическом отверстии верхней конической части корпуса центробежной форсунки (фиг. 3, вид Б-Б) установлены наружный тонкостенный конус 19 и внутренний 20. Они образуют цилиндрическое сопло 21 и коническое сопло 22 с изменяющимся по высоте зазором между конусами.
Работает установка производства искусственного снега для сельского хозяйства 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. Процесс работы центробежной форсунки состоит в следующем. Раствор воды и двуокиси углерода с воздухом через конусное соединение 18, тангенциальные каналы 17 подается в цилиндрическую часть 14 камеры закручивания 16, приобретает в ней вращательное движение и по наклонной стороне конуса 15 продвигается одновременно к узкому цилиндрическому соплу 21.
Таким образом, в камере закручивания каждая частица пневмогидравлического потока (водовоздушной смеси) совершает винтовое движение, ускоряясь в окружном направлении при приближении к оси цилиндрического сопла форсунки. При входе в сопло и при движении по нему часть энергии вращательного движения преобразуется в поступательное осевое движение. За счет центробежных сил смесь одновременно прижимается к цилиндрической боковой поверхности камеры закручивания и цилиндрического сопла так, что приосевая зона форсунки освобождается от смеси, здесь образуется вихревая тяга. При выходе из цилиндрического сопла полая струя смеси, вращающаяся за счет центробежных сил, в зазоре 22 между наружным конусом 19 и внутренним 20 превращается за счет центробежных сил в полый тонкостенный конус, который плавно в воздухе утоньшается и на некотором расстоянии от конического сопла форсунки разрушается на множество мелких капель, образуя факел 23 (туман).
Применение центробежной форсунки увеличивает образование мельчайших капель из пневногидравлического потока (водовоздушной смеси) – мелкодисперсных центров кристаллизации, что интенсифицирует процесс образования снега.

Claims (1)

  1. Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства, включающий обработку СВЧ-энергией турбулентного потока воздуха, поляризацию химических элементов воздуха и капель воды из его влаги, смешивание воздуха, воды и двуокиси углерода и струйный выброс смеси под давлением в атмосферу, отличающийся тем, что турбулентному водовоздушному потоку смеси придают вращательное движение в зазоре между усеченными конусами и выбрасывают в атмосферу центробежным способом, превращая в атмосфере поток водовоздушной смеси в полый тонкостенный конус из воздушной смеси с образованием мельчайших капель – ядер снежинок на расстоянии 800-1000 мм от конца конического сопла.
RU2019109933A 2019-04-04 2019-04-04 Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства RU2701666C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109933A RU2701666C1 (ru) 2019-04-04 2019-04-04 Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109933A RU2701666C1 (ru) 2019-04-04 2019-04-04 Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2701666C1 true RU2701666C1 (ru) 2019-09-30

Family

ID=68170639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109933A RU2701666C1 (ru) 2019-04-04 2019-04-04 Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2701666C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
SU1801284A3 (ru) * 1991-01-09 1999-08-27 Научно-исследовательский центр хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Способ получения искусственного снега и устройство для его осуществления
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
SU1801284A3 (ru) * 1991-01-09 1999-08-27 Научно-исследовательский центр хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Способ получения искусственного снега и устройство для его осуществления
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
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
RU54825U1 (ru) Распылитель жидкости
RU2612631C1 (ru) Форсунка вихревая
RU2676134C1 (ru) Способ получения искусственного снега для сельского хозяйства
US3326467A (en) Atomizer with multi-frequency exciter
JP2009226402A (ja) エアロゾルの生成および噴霧を行う装置
EP1710519B1 (en) A method and device for snow making
RU2701666C1 (ru) Способ производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства
JP2011131168A (ja) 噴霧造粒装置および噴霧造粒方法
RU2711596C1 (ru) Установка производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства
RU2665405C1 (ru) Центробежный газопромыватель
SU1623781A1 (ru) Пневматический распылитель жидкости - туманообразователь
US4063686A (en) Spray nozzle
RU2624112C1 (ru) Форсунка с активным рассекателем
RU2701329C1 (ru) Способ производства искусственного снега для сельского хозяйства
RU2701303C1 (ru) Линия производства искусственного снега для нужд сельского хозяйства
RU2317862C1 (ru) Насадок дождевального агрегата
RU124891U1 (ru) Насадок для пожаротушения
CN107185741A (zh) 一种高声强气液二相流雾化喷嘴
RU2647028C1 (ru) Форсунка распылителя дискового
CN106714955B (zh) 用于使液体、优选为尿素熔体变成颗粒状的装置和方法
RU2669832C2 (ru) Скруббер вентури
RU2657979C1 (ru) Пневматический распылитель жидкости с акустической головкой
WO2015122793A1 (ru) Пневматическая форсунка (варианты)
RU2611867C1 (ru) Форсунка распылителя дискового
RU2328670C1 (ru) Сушильная установка для термолабильных материалов

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210405