Способ осаждения аэрозолей

1750 8 СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистичЕскихРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПОИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИЯМ "ПРИ ГКНТ СССР(46) 15.08.92; Бюл, М 30 .:. " .: - среды, очистка атмосферы акустической ко, (71) Научно-производственное объединение агуляцией частиц, Сущность изобретения:Астрофизика": и Научно-исследователь- воздействуют на аэрозоль скайирующимский физико-химический институт им. импульсным узкойапраеленнйм фокусируЛ,В,Карпова -.,:.:;,: .: ., ющим на заданной дальности лазерным иэ(72) Н.Н,Белов, А,А.Бендицкий, Л,Л.Козоро- лучеием с "плотностью . энергии,вицкий, В,А;Лакутин и А,В.Суслов" :превышающей порог оптического пробоя(53) 628 16.064(088,8):.:-аэрозоли, и интервалами между импульса(56) Тимошенко В,И, Динамика и кинетика . ми А = гас, где г - радиус области аку акустической коагуляции аэрозолей. Ав- стической изоляции, м; Ч - скоростьтдреферат диссертации на соискание сканированиялэзернымлучомпоаэрозолю,ученой степени докт. техн, наук, Ленинград, мыс. 1 ил.1975,3 юФИзобретение относится к охрайе окру- Однако известный способ имеет следужающей среды, в частности к способам очи-ющие йедостатки.стки атмосферы, Область примененияОбласть воздействия традиционныхсоставляют случаи, требующие средств: акустических источников ограничена радиу-борьбй с опасными ядовитыми и радиоак- сом г -10 м эффективного воздействия, в тотйвными загрязнениями атмосферы в виде . время как размеры облака в случае аварий-;аэроЗольнйх выбросов, возникабщих при ных выбросов могут достигать несколькихаварйях и катастрофах на экологически кйлометров. Кроме того,.такой источник неопасных производствах и других областях, может быть мгновенно перемещей в зойуОсновной задачей в этих случаях явйяется вйбросов, в то время как ее распространелокализацияи осаждение аэрозольнйх об- ние может быть чрезвычайно быстрым,разовайий...: : :,;:,. Также эффективность воздействия таНаиболее близким к предлагаемому яв- кого источйика существенно зависит от роляется сйособ воздействия на аэрозоли; на-да частиц аэрозоля.ходящиеся в атмосфере, локального - Цель изобретейия - расаирейие обламеханическою или электрического источйи-: сти применения,ка акустических колебаний (сирены), Источ ник размещают в любой точке пространства . Это достигается тем, что воздействуютвблизи аэрозольного облака или тумана.и на аэрозоль сканирующйм импульсным узтем эффективно способствуют коагуляций и койаправлейным лазерным иэлучЕмием,, осаждению частиц за время 1 с после начала сфокусированным на- задайной дальйостйвоздействия,,:.(на обьекте воздействия), с плотностьюЭффективный радиус г действия локаль- . энергии, превышаюцей порог оптического, ного источникаСлабо зависит от его мощно- пробоя аэрозоли, и интервалами между имсти и составляет 10 м: пульсами Й г/Ч, где г - радиус области-4нирования лазерным лучом по аэрозолю, излучения у д 2 10 и фокусируют луч наПредлагаемый способ отличается от из- краю облака, При этом радиус канала излувестного тем, чтолокальное акустическое чения в фокусе г = В у =10 см и плотность возмущение вызывают действием импульс энергии превышает. ворог плазмообразованого, узконаправленного лазерного йэлуче- ния аэрозоля 5-20 Дж/см. При типичной ния, сфокусированного на заданном . концентрации аэрозоля 1-3 г/м, как пока- расстоянии, с плотностью энергии; пеевы- зэли опыты, глубина проникновения луча шающей йорог огпического пробоя, При:-;: составляет десяткиметров. В канале излу- этом для быстрого переноса центров аку чения практически мгновенно (за 106 с) стического воздействия при обработке про- возйикают 50-100 центров плазмообразотяжейных" областей ээрозольных - ваний. Этй центры являются источниками образований сканируют лазерйцй луч;ударной акустической волны, распрострэняСпособ поясняется схемой, где показа- ющейся со скоросгью 2000 - 300 м/с, При но взаимодействие бсновнйх элементов, 15 различномсоставеаэрозоля(твердыечасти-участвующих йпроцессе воздействия нэ цы, туман, пары нефти, масел и т,д.) такое аэрозоль,".импульсное акустическое воздействие выСпособ осаждения-"осуществляют при зывает ускоренную коагуляцию (в 3-5 раз помощи частотно-импульсного лазера с фо- быстрее естественной скорости осаждения) . кусирующей оптикой 1, которым обезвре на эффективном расстоянии г -10 м от оси живают экологйчески опасный объект 2 луча,Посколькувремягкоагуляциинэмного (источник выброса), создающий аэрозоль-больше времени плазмообразования и в теное образование 3, путем сбзданиялазер- чейие т повторное действие излучения ных искр (плазмообразование) 4, ."."; " "практически не влияет на скорость коагулядля воздействия нааэрозольноеоблако 25 ции, лазерный луч переводят на соседний 3, возникающее в результате аварийного участокэрбзбля йа расстояние- г и подабт выброса с экологически опасного объекта 2, следующий импульс излучения Таким обраиспользуют частотно-импульсный лазер 1 с зом; интервал между импульсами Ь 1 и скодлительностью импульса не более 5 мкс; рость Ч сканирования луча связаны йзлучение которого фокусируют в зоне 30 со 6 тношением Й =г/Ч, При этом соотношеаэрозольного образования 3 на расстоянии ние удаетСя максимально быстро и с мини- Я более 0,5 км так; что плотность энергии мумом энергетичеСких затрат обработать по сечению луча в импульсе вблизи фокуса всю площаДь аэрозольного облака; обрапревышае порог плазмообрэзования 20-щенную к источнику излучения, Йапример, 40 Дж/см, В результате частицы аэрозоля 35 при характерной угловой скорости сканиров лазерномканале служат центрэйиоптйче- вания в = 0,1 рад/с и г = 10 м на дистанции ских пробоев, плазмообразований и источ- . 1000 м Ч = 100 м/с, величина й должна быть никами 4 мощных акустических возмущений 0,1 с и требуемая частота следования им в виде ударных волн в окружающем их пульсов лазера= 1/Ь 1 = 16 Гц, Таким.пространстве: :;.;,: . 40 образом, для одйократйой обработки облауарноволновое и акустичеСкое воздей- ка размером 100 х 100 м необходимо 100 ствие на прилежащие области аэрозоля вы импульсов, чтопри частоте 5 Тц составляет зывает смещенйе частиц, их электрйзэцию 40 с. В случае, когдэтлубинэ проникновения слипэйие и ускореннбе-осэждениэ как и влуча меньше толщины облака; по мере сничисто-акустическом способе воздействйя, 45 женияконцейтрэциичаСтйципросветления причем независимоот родачастиц йих аг-. обработанного слоя излучение переносится регатного состояния. В случае большой про- . вглубь и обработку аэрозоли повторяют натяженности аэрозольного облакаследующих слоях облака, Если плотйость осуществляютсканирование лучем лазера энергии излучения нйже или равна порогу по пространству, занятому аэрозолем, что 50 плэзмообразовэйия аэрозоля; искровые позволяет последовательно обработать все центры эк 1 Жтического воздействия не возоблако. При этом временные йнтервалы никэют или возникают не во всем объеме между импульсами йзлученйя должны со- канала и рассматриваемый механизм ускоставлять й = г/Ч, где г - :радйус эффектив-.рения козгуляции не срабатывает.його воздействия акустических 55 Достоверность йриведенных выше.возмущений; Ч - скбрОстьсканйРования ла- величин подтверждена макетными.экспе зернйм лучем по г 1 рострайству эТРойщя риментэми, приведенными на имеющихП р и м е р. На расстоянии Ва 1 км от ся С 02 лазерах с аналогичнымиаэрозольного облака размещают чэстотно- пэраметрами.ймпульсный лЭзер с эйергией излучения в1754180 оставитель Л, Юлдашеваехред М.Моргеитал . Корректор Н; СлободФник федорова Редакто Заказ 2840ТиражПодписноеВНЙИПИ Государственного комитета по изобретенйями открьгФям.при ГКНТ СССР113035; Москва, Ж, Раушская наб., 4/Б161 Производ о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин 5. 6Применение лазерно-акустического расширения области применения, воэдейвоздействия позволяет увеличить дальность ствуют на аэрозольсканируюц(им импульс- и быстроту воздействия на аэрозоли, кроменымузконаправленным" лазерным того, благодаря применению сканирования излучением, фокусируемым на аэрозоле, с лазерного луча можно эффективно обраба плотностью энергии, превышающей дорог тывать большие объемы аэрозольных, за- оптического пробоя аэрозоля, и интервала гряэнений(1 кмз), ;.: мимеждуимпульсами Й-г/Ч, гдег - ради-:Фо р мул а изобретения .: ус области акустической коагуляцйи, м; Ч - Способ осаждения аэрозолей, основан-. скорость сканирования лазерным лучом поный на акуетической коагуляции частиц, от аэрозолю, м/сл и ч а ю щ и й с я тем. что, с целью