Устройство для моделирования облачных процессов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -Гасударственные квенте СССР по делам нэвбретеннй н вткрмтинли ата опу нов,ельдинов, А. И. Сергеева, В. М,А. Х. Аджиев и Х. Х. Медали М 2) Авторыизобретения дарственное специальное конструкторское бюро. теплофизического приборостроения Заявител РОЛСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИОБЛАЧНЫХ ПРОЦЕССОВ(5 уст- Зрдиф. оцесИзобретение относится к метеорологии, а именно к научным исследованиям при моделировании разнообразных условий в облаках и может быть использовано при изучении льдообразуюших и конденсационных свойств атмосферных ядер, при изучении физики осадкообразования и физики 5 активного воздействия на грозовые процессы.Известны устройства для моделирования облачных процессов,.например, динамическая термодиффузионная камера для изучения свойств льдообразуюших ядер. Эта камера содержит две горизонтальные пластины, покрытых льдом и находящихся на расстоянии одна над другой. Верхняя пластина поддерживается при более высокой температуре, чем нижняя, таким образом создается приблизительный линейный градиент температуры и влажности в равновесных условиях с максимумом пересышения несколько ниже центра 1.Недостатком таких камер является большой разброс пересышений.Наиболее близким к предлагаемому ройству является термоэлектрическаяфузионная камера для исследования прсов градо- и облакообразования 2. Ка мера содержит теплоизолированный корпус, съемную крышку с основными к дополнительными окнами, термоэлектробатареи, две пластины, выполненные одна в виде кольца, а другая - в виде диска, соединенные теплоизолированной прокладкой и размещенные на термоэлектробатареях, которые плотно прижаты к ним резервуаром с охлаждающей средой. На пластине-диске расположена прокладка с отверстием для поддонов с фильтрами проб воздуха. Дополнительные окна. служат для освещения фильтров.Недостатком камеры является то, что в ней невозможно проводить исследования по нуклеации воды и льда при наличии внеш. них электрических полей и зарядов на аэрозольных частицах, что имеет место в естественных облачных процессах.Цель изобретения - создание условий моделирования облачных процессов, приближенных к естественным атмосферным процессам.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее теплоизолированный. корпус, съемную крышку со смотровым окном, пластину-диск и охлаждающий:узел, снабжено источником электрического напряжения, подключенным к электроизолированной пластине. диску, выполненной в виде теплообменника с диэлектрической жидкостью и служащей дном рабочей камеры, выполненной с двойными стенками, внутренний объем между которыми заполнен охлаждающей. диэлектрической жидкостью.Источник высокого напряжения, подключенный ко дну рабочей камеры, подает на аэрозольные частицы электрический потенциал, в результате которого частицы заряжаются электрическим зарядом, Охлаждение заряженных частиц осуществляется охлаждающей жидкостью циркулирующей в теплообменнике, в результате чего исклю 51015 чены наводки на охлаждаемое дно рабочейкамеры, находящейся под напряжением.Боковые двойные стенки рабочей камерыохлаждаются жидкостью более высокойтемпературы, чем в теплообменнике, чтообеспечивает в объеме рабочей камеры разнотемпературные условия, способствующиеподдержанию регулируемых пересыщений.С целью безопасности работы корпус устройства электроизолирова н,На чертеже. изображено устройство, общий вид.Устройство для моделирования облачныхпроцессов представляет собой термоэлектро- .изолированный корпус 1, внутри которого внижней части расположен теплообменник 2с каналами 3 для циркуляции жидкого азо- З 0та н каналами 4 и 5 для его входа. Верхняя поверхность 6 теплообменника служитдном рабочей камеры 7. Сверху рабочаякамера закрыта съемной крышкой 8 со.смотровым окном 9 для наблюдения заисследуемыми частицами через микроскоп,10. Двойные боковые стенки 11 рабочейкамеры имеют объем 2 с каналами 13 и14 для входа и выхода охлаждающей смеси. Автономно от корпуса расположен источник высокого напряжения 15 с электроизолированными выводами 16 на дне рабочей камеры. Фторопластовая прокладка17 расположена между двойных боковыхстенок рабочей камеры и теплообменникоми служит электроизоляцией от находящегося под напря 1 кением теплообменника, Термопара 18 на боковой стенке и 9 на дне рабочей камеры соединена электрически с потенциометром 20 и служит для измерениятемператур. в камере.Устройство работает следующим образом,Снимают крышку корпуса н на дно рабочей камеры помещакл фильтр с исследуемой пробой. Закрывают крышку, подают от источника высокого напряжения электрический потенциал на дно рабочей камеры, в результате исследуемые частицы заряжаются, Величина заряда с определяется по формуле:Ц = -0где . - поданный потенциал;г - радиус исследуемых частиц.Затем заряженные частицы охлаждаются жидким азотом. При этом происходит- образование и рост водяной и ледяной фаз, наблюдение за которыми производят через микроскоп и смотровое окно. Так как боковые стенки рабочей камеры имеют более высокую температуру, чем дно, то внутри камеры создается разность температур, необходимая для получения нужного пересы- щения, не. превышающего по величине пересыщения в естественных облаках. Контроль температур боковых стенок и дна рабочей камеры осуществляется двумя термопарами, подключенными к гальванометру или к малоинерционному самописцу. В процес-. се работы, изменяя величину заряда и его знак, следят за температурой и пересыщением для образования воды и льда.Предлагаемое устройство позволит проследить нуклеацию льда не только в функции пересыщения и температуры, но и в функции электрического заряда, что имеет место в естественных облаках.формула изобретенияУстройство для моделирования облачных процессов, содержащее рабочую камеру с теплоизолированным корпусом, имеющим съемную крышку со смотровым окном, пластину-диск для фильтров с исследуемой пробой и систему охлаждения, отличающееся тем, что, с целью приближения условий моделирования к естественным атмосферным условиям, оно снабжено источником электрического напряжения, подключенным к электроизолированной пластине-диску, выполненной в виде теплообменника с диэлектрической жидкостью и служащей дном рабочей камеры, выполненной с двойными стенками, внутренний объем между которыми заполнен охлаждающей диэлектрической жидкостью.. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Тезисы докладов У 111 международной конференции по нуклеации. Л., 1973, с. 92 - 94.2, Авторское свидетельство СССР525366, кл. б 01 % 1/00, 1974 (прототип),Составитель С. НепомнящаяТехред А. Бойкас Корректор В. СТираж 735ПодписноеИ Государственного комитета СССРделам иэобретений и открытийосква, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Патенть, г. Ужгород, ул. Проектная, 4