RU88114U1

RU88114U1 - DEVICE FOR PRODUCING COOLED AEROSOLS

Info

Publication number: RU88114U1
Application number: RU2009121056/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Васильевич Серебренников; Николай Васильевич Сотников; Александр Александрович Григорьев; Марина Владимировна Ферезанова; Крестина Алексеевна Клюева; Вадим Васильевич Гелясов
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2009-10-27

Abstract

Устройство для получения охлажденных аэрозолей, включающее трубу, представляющее собой систему параллельных каналов одного радиуса, заполненных пористым слоем твердой углекислоты, отличающееся тем, что оно содержит сосуд Дьюара, заполненный охлаждающей смесью, одноходовый холодообменник, выполненный из медной трубки, металлический тонкостенный цилиндрический корпус, пробки, термоизоляционный материал и заглушку.A device for producing cooled aerosols, including a pipe, which is a system of parallel channels of the same radius filled with a porous layer of solid carbon dioxide, characterized in that it contains a Dewar vessel filled with a cooling mixture, a one-way cold exchanger made of a copper tube, a thin-walled metal cylindrical body, tubes , thermal insulation material and plug.

Description

Полезная модель относится к устройствам для получения охлажденных аэрозолей при воздействии на атмосферные процессы, с целью создания или рассеяния переохлажденных облаков и туманов.The utility model relates to devices for producing chilled aerosols when exposed to atmospheric processes, in order to create or disperse supercooled clouds and mists.

В настоящее время генерация ледяных кристаллов в переохлажденном облаке (тумане) проводится с помощью гранул твердой углекислоты, сбрасываемых с самолета [Абшаев М.Т., Дубинин Б.Н., Шимшилашвили М.Э. Перспективы использования хладореагентов для активных воздействий /Труды ВГИ.- 1991. - Вып.83. - С. 102-109].Currently, ice crystals are generated in a supercooled cloud (fog) using solid carbon dioxide granules discharged from an airplane [Abshaev MT, Dubinin BN, Shimshilashvili ME Prospects for the use of refrigerants for active influences / Proceedings of the VGI.- 1991. - Issue 83. - S. 102-109].

При испытаниях жидкой и твердой углекислоты в поточной камере холода ВГИ и нами получен удельный выход кристаллов от 5·10^-11 до 9·10^-11 г^-1.When testing liquid and solid carbon dioxide in the flow chamber of the VGI cold, we obtained a specific crystal yield of 5 · 10 ^-11 to 9 · 10 ^-11 g ^-1 .

У льдообразующих реагентов порог льдообразования составляет от минус 8 до минус 10°С.For ice-forming reagents, the ice formation threshold is from minus 8 to minus 10 ° C.

При воздействии на процессы осадкообразования, рассеяния или создания переохлажденных облаков и туманов необходимо обеспечить засев активными ядрами кристаллизации в количестве 10¹³-10¹⁴ г^-1.When influencing the processes of precipitation, scattering, or the creation of supercooled clouds and mists, it is necessary to ensure the inoculation with active crystallization nuclei in an amount of 10 ¹³ -10 ¹⁴ g ^-1 .

В настоящее время для рассеяния переохлажденных облаков и туманов в качестве основного активного льдообразующего реагента используется йодистое серебро. Поиск менее дефицитных и более дешевых его заменителей, обладающих сравнимой льдообразующей эффективностью, приводит к использованию хладореагентов.Currently, silver iodide is used as the main active ice-forming reagent to disperse supercooled clouds and fogs. The search for less scarce and cheaper substitutes with comparable ice-forming efficiency leads to the use of refrigerants.

К наиболее эффективным хладореагентам относится твердая углекислота, в ряде работ утверждается, что поиски других хладореагентов для воздействия на переохлажденные облака нецелесообразны [Двадцать пять лет исследований в ЦАО в области искусственного воздействия на облака и туманы (обзор) //Труды ЦАО. - 1976. - Вып.104. - С. 3-6]. Однако и углекислота не нашла должного практического применения при воздействии на процессы осадкообразования и чаще всего используется в исследовательских и опытных работах [Красновская Л.И. Физические основы искусственных воздействий на переохлажденные облака с помощью хладореагентов //Труды ЦАО. - 1964. - Вып.58. - С.79]. Такое положение связано со сложностью долговременного хранения твердой углекислоты [Абшаев М.Т., Дубинин Б.Н., Шимшилашвили М.Э. Об эффективности технических средств воздействия на градовые процессы //Труды ВГИ. - 1986. - Вып.63. - С.110-126].Carbon dioxide is one of the most effective refrigerants; it has been argued in a number of studies that the search for other refrigerants for exposure to supercooled clouds is not practical [Twenty-five years of research in the Central Administrative District in the field of artificial effects on clouds and fogs (review) // Transactions of the Central Administrative District. - 1976. - Issue 104. - S. 3-6]. However, carbon dioxide did not find proper practical application when influencing the processes of precipitation and is most often used in research and experimental work [Krasnovskaya L.I. The physical basis of artificial effects on supercooled clouds with the help of refrigerants // Transactions of the Central Administrative District. - 1964. - Iss. 58. - P.79]. This situation is associated with the complexity of long-term storage of solid carbon dioxide [Abshaev MT, Dubinin BN, Shimshilashvili M.E. On the effectiveness of technical means of influencing city processes // Transactions of VGI. - 1986 - Issue 63. - S. 110-126].

Сравнение льдообразующей эффективности пиротехнических составов йодистым серебром и хладореагентами в поточной камере холода с учетом агрегации кристаллов показало преимущество хладореагентов в области температур от минус 1 до минус 5°С.Comparison of the ice-forming efficiency of pyrotechnic compositions with silver iodide and refrigerants in the cold flow chamber, taking into account the aggregation of crystals, showed the advantage of refrigerants in the temperature range from minus 1 to minus 5 ° С.

Таким образом, все вышеперечисленные устройства имеют недостатки, которые в той или иной мере не позволяют получать активные ядра кристаллизации, эффективно обеспечивающих засев переохлажденных облаков и туманов.Thus, all of the above devices have disadvantages that, to one degree or another, do not allow the production of active crystallization nuclei that effectively provide for the seeding of supercooled clouds and fogs.

Задачей полезной модели является создание активных охлажденных льдообразующих аэрозолей из всех существующих веществ, за исключением веществ, при взаимодействии с которыми идет реакция тепловыделения.The objective of the utility model is to create active chilled ice-forming aerosols from all existing substances, with the exception of substances that interact with which the heat release reaction occurs.

Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается пропускании полученного мелкодисперсного аэрозоля через холодильное устройство с температурой аэрозоля не выше минус 45°С. Причем аэрозоль можно использовать любых химических соединений за исключением веществ, выделяющих тепло при контакте с влагой.The technical result that can be obtained using the utility model is to pass the obtained fine aerosol through a refrigeration device with an aerosol temperature not exceeding minus 45 ° С. Moreover, the aerosol can be used with any chemical compounds, with the exception of substances that produce heat when in contact with moisture.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для получения охлажденных аэрозолей содержит сосуд Дьюара объемом 2 л, одноходовый холодообменник, выполненный из медной трубки диаметром 3 мм общим объемом 18 мл, охлаждающую смесь, приготовленный из ацетона и твердой углекислоты, термоизоляционный материал «Пеноплекс» для изоляции сосуда Дьюара, металлический тонкостенный цилиндрический корпус для установки всего устройства, заглушек, изолирующие внутреннюю полость медной трубки (одноходового холодообменника) от атмосферной влаги с обеих концов, термоизоляционный материал для термоизоляции выходных концов медной трубки из сосуда и пенопластовую пробку сосуда Дьюара.This object is achieved in that the device for producing chilled aerosols contains a 2 L Dewar vessel, a one-way cold exchanger made of a copper tube 3 mm in diameter with a total volume of 18 ml, a cooling mixture made of acetone and solid carbon dioxide, Penoplex insulation material for insulation Dewar vessels, metal thin-walled cylindrical body for installing the entire device, plugs, isolating the internal cavity of the copper tube (one-way cold exchanger) from atmospheric moisture on both ends, thermal insulation material for thermal insulation of the outlet ends of the copper tube from the vessel and the foam plug of the Dewar vessel.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для генерации охлажденных аэрозолей в собранном и рабочем положении.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a device for generating cooled aerosols in an assembled and operating position.

Устройство для получения охлажденных аэрозолей состоит из сосуда Дьюара 6 объемом 2 л, одноходового холодообменника 8, охлаждающей смеси 7, термоизоляционного материала «Пеноплекс» 5, металлического тонкостенного цилиндрического корпуса 4, пробки 3, термоизоляционного материала 2 и заглушек 1.A device for producing cooled aerosols consists of a Dewar vessel 6 with a volume of 2 l, a one-way cold exchanger 8, a cooling mixture 7, a Penoplex 5 thermal insulation material, a thin-walled metal cylindrical body 4, a plug 3, a thermal insulation material 2, and plugs 1.

Охлаждающая смесь готовится следующим образом. В сосуд Дьюара заливается ацетон 2/3 объема, затем твердая углекислота, обвернутая в тряпку или полотенце разбивается на мелкие куски размером 1-2 см. Полученные куски твердой углекислоты пинцетом осторожно вносятся в сосуд Дьюара и охлажденную смесь, контролируя термометром, доводят до минус 70-75°С. Затем в сосуд Дьюара медленно опускают одноходовой холодообменник, закрывают пенопластовой пробкой и через 5-10 мин устройство готово к работе.The cooling mixture is prepared as follows. A 2/3 volume acetone is poured into the Dewar vessel, then solid carbon dioxide wrapped in a rag or towel is broken into small pieces 1-2 cm in size. The obtained pieces of solid carbon dioxide are carefully inserted into the Dewar vessel with tweezers and the cooled mixture, controlled by a thermometer, adjusted to minus 70 -75 ° C. Then, a one-way cold exchanger is slowly lowered into the Dewar vessel, closed with a foam plug and after 5-10 minutes the device is ready for operation.

Предлагаемое устройство для получения охлажденных аэрозолей работает следующим образом.The proposed device for producing chilled aerosols works as follows.

Перед применением устройство необходимо собрать в соответствии с фиг.1. Затем готовится к работе климатическая камера и камера для возгонки аэрозолей. В камере для возгонки аэрозолей возгоняется вещество, отбирается шприцом определенный объем полученного аэрозоля и вносится в климатическую камеру через предлагаемое устройство, предварительно открыв перед применением заглушки 1. После этого, одноходовый холодообменник, закрывается заглушками 1 с нагнетательного и выходного канала.Before use, the device must be assembled in accordance with figure 1. Then the climate chamber and the chamber for sublimation of aerosols are prepared for work. In the chamber for sublimation of aerosols, a substance is sublimated, a certain volume of the obtained aerosol is taken with a syringe and introduced into the climate chamber through the proposed device, having previously opened plugs 1 before use. After that, the one-way cold exchanger is closed with plugs 1 from the discharge and outlet channels.

Применение охлажденных аэрозолей, в качестве льдообразующих реагентов для активного воздействия на переохлажденные облака и туманы при использовании предлагаемого устройства создает благоприятные условия для интенсивной агрегации кристаллов с последующим их обзернением и выпадением. Льдообразующая активность полученных охлажденных аэрозолей предлагаемым устройством составляет при минус 10°С от 8,0·10¹⁴ до 1,5·10¹⁵ г^-1, а при минус 1-5°С от 2,0·10¹² до 6,5·10¹³ г^-1.The use of chilled aerosols as ice-forming reagents for active exposure to supercooled clouds and mists when using the proposed device creates favorable conditions for intensive aggregation of crystals with their subsequent blackening and precipitation. The ice-forming activity of the obtained cooled aerosols by the proposed device is from 8.0 · 10 ¹⁴ to 1.5 · 10 ¹⁵ g ^-1 at minus 10 ° C, and from 2.0 · 10 ¹² to 6.5 at minus 1-5 ° C 10 ¹³ g ^-1 .

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить льдообразующую активность веществ на 2-3 порядка по сравнению существующими устройствами и методами диспергирования твердой углекислоты при высоких температурах воздействия. Он прост в изготовлении и эксплуатации.Using the proposed device can increase the ice-forming activity of substances by 2-3 orders of magnitude compared to existing devices and methods for dispersing solid carbon dioxide at high temperatures. It is easy to manufacture and operate.

Claims

A device for producing cooled aerosols, including a pipe, which is a system of parallel channels of the same radius filled with a porous layer of solid carbon dioxide, characterized in that it contains a Dewar vessel filled with a cooling mixture, a one-way cold exchanger made of a copper tube, a thin-walled metal cylindrical body, tubes , thermal insulation material and plug.