Устройство для образования и счета ледяных кристаллов

(191 П 1) 18 1%100 СО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВ РСНОМ ны и(54)(57) 1. УСТРОЙ ВАНИЯ И СЧЕТА ЛЕДЯН содержащее смесител патрубками подводаохлаждающего газа,ТВО ДЛЯХ КРИСТАЛ ную каме оздущной табилизи ЛОВ,у спробы иующий ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ленинградский технологичинститут холодильной промыщле(56) 1, Тезисы докладов МП 1 Меродной конференции по нуклеац1973. Программа университетаРолла по моделированию облакоГидрометеоиздат, 1975, с, 2782, Авторское свидетельствоМ 832517, кл, Д 01 В 1/00, 23(прототип),канал и измеритель й канал со сным блоком, о т л ч а ю щ е етем, что, с целью повышения точностипутем приближения условий кристаллообразования к естественньм, патрубокподвода воздушной пробы снабженлопатками закрутки и эакрылками, смесительная камера с патрубком подводаохлаждающего газа, стабилизирующий иизмерительный каналы размещены вовведенных герметичных вакуумированных кожухах, соединенных между собойканалами, выполненными в.лопаткахзакрутки, на наружную поверхностьсопла патрубка подвода охлаждающегогаза и на внутренние говерхностисмесительной камеры и стабилизирующего канала нанесены токопроводящиепокрытия, подключенные к введеннымрегулируемым источникам тока, астабилизирующий и измерительныйканалы расположены последовательнои вертикально под камерой смещения.1051479 1Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии иможет быть использовано для изученияпроцесса образования ледяных кристаллов,Известны устройства для образования и счета ледяных кристаллов,содержащее систему кондиционироэания, температурные регуляторы, аэроэольные генераторы, лазерное устройство для измерения скорости ростакапель и термодифуэионные счетчикиядер конденсации 1,Недостатком да ных устройствявляется неидентичность условий тепломассообмена между газовыми потоками.Кроме того, Конденсация влаги настенках облачных камер вносит погрешностьпри измерении их количествав газовом потоке.2 О Цель изобретения - повышениеточности путем приближения условийкристаллообразования к естественным,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для образованияи счета ледяных кристаллов, содержащем смесительную камеру с патрубка"ми подвода воздушной пробы и охлаждаюцего газа, стабилизирующий канал иизмерительный канал со счетным блоком, патрубок подводавоздушной пробы снабжен лопатками закрутки изакрылками, смесительная камера спатрубком подвода охлаждающегогаза,стабилизируюций и измерительныйканалы размещены во введенныхгерметичных вакуумироэанных кожухах,соединенных между собой каналами,выполненными в лопатках закрутки,на наружную поверхность сопла патрубка подвода охлаждающего газа и навнутренние поверхности смесительнойкамеры и стабилизирующего каналананесены токопроводящие покрытия,подключенные к введенным регулируемым источникам тока, а стабилиэируюций и измерительный каналы расположены последовательно и вертикальнопод камерой смешения,Причем закрылки выполнены измагнитного материала и снабженыустановленным сопряженно с нимив вакуумированном кожухе магнитопроводом и установленным снаружи кожуха сопряженно с магнитопроэодомэлектромагнитом,причем магиитопроэоди электромагнит выполнены из чередующихся магнитных и немагнитных секцийс возможностью поворота.Кроме того, токопроводяцие покрытия смесительной камеры выполненыв виде соосных изолированных другот друга колец.На фиг, 1 изображена схемаустройства для образования и счеталедяных кристаллов; на Фиг, 2то же, схематический разрез.Устройство для образования и счеталедяных кристаллов состоит иэ сосудаДьюара 1 с размеценным э нем регулируемым нагревателем 2, Сосуд Дьюара Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство дляобразования и счета ледяных кристаллов, содержащее камеру предварительного охлаждения и увлажения, выполненную иэ вертикальных цилиндров,1 внутрениий из которых пористый, ноблачную камеру, образованную двумяусеченными конусами, внутренний изкоторых пористый, причем облачнаякамера расположена над камерой предварительного охлаждения и обе ониимеют автономное охлаждение. Крометого, в устройстве имеется счетныйблок, расположенный над облачнойкамерой 2,Недостатками известного устройства являются, во-первых, неидентичность условий теплообмена и кристаллизации у стенок в облачнойкамерепо сравнению с атмосферными условиями (на потоках газа) и, во-вторых,погрешности, воэникаюцие при определении количества образовавшихсякристаллов из"эа захвата их потоком 45аитиобледенительной жидкости и возможного падения кристаллов под дейст:вием силы тяжести э камеру предварительного охлаждения,2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю ц е е с я тем, что закрылки выполнены из магнитного материала и снабжены установленным сопряженно с ними в эакуумированном кожухе магнитопроводом и установленным снаружи кожуха сопряженно с магнитопроводом электромагнитом, причем магнитопровод и электромагнит выполиены из чередующихся магнитных инемагнитных секций с возможностьюповорота. 3, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, токопроводящие покрытия смесительной камеры выполнены в виде соосных изолированных друг от друга колец.соединен патрубком 3, в котором расположен регулируемый нагренатель 4,с устройством 5 для образования исчета ледяных кристаллов. Устройство5 соединено трубопроводом с вентилятором б и содержит неметаллический, 5например стеклянный, корпус 7, вцентральной части которого находитсясмесительная камера 8 и стабилиэирующиЯ канал 9, содержащий хонейкомб10 и конфузор 11, переходящий визмерительный канал 12, в верхнейчасти которого установлен счетныйблок 13, В смесительную камеру 8сверху входит патрубок 14 подводаохлаждающего газа и патрубок 15подвода воздушной пробы. 10 Патрубок 14 подвода охлаждающегогаза заключен в герметичный кожух16, на наружной поверхности которого в соплоной части нанесено токопро-оводящее покрытие 17, Смесительнаякамера 8, стабилизирующиЯ 9 и измерительный 12 каналы заключены в герметичный кожух 18, который черезканалы 19 в лопатках закрутки 20,имеющих поворотные закрылки 21,соединен с герметичным кожухом 16 иобразует вакуумную камеру 22, Внутреняя поверхность смесительной камеры 8 и стабилизирующего канала 9 ЭОпокрыта токопронодящим покрытием 23,причем в смесительной камере 8 оновыполнено в виде колец 24, чередующихся в осевом направлении с материалом корпуса. Э 5Каждое токопроводящее кольцо 24и участок покрытия 23 н стабилизирующем канале 9, а также участокпокрытия 17 в соплоной части кожуха16 соединены с независимыми и регулируемыми источниками 25 питания, Регулирование тока осуществляется, например, с помощью термопар 26, одинконец которых заделан в токопроводящее покрытие, а другой - в.потоквоздуха над ним, 45В кольцевом патрубке 15 подводавоздушной пробы эа лопатками закрутки 20 установлены поворотные закрылки 21, выполненные из магнитногоматериала. Над ними н вакуумной камеОре 22 установлен кольцевой магнитопровод 27, выполненный из чередующихся магнитнЫх и немагнитных секций,Кольцевой магнитопровод 27 сопряженс установленным с наружи вакуумной 55камеры источником магнитного поля,например электромагнитом 28, ныполненным также в виде секционного кольца (чередующиеся магнитные и немагнитные секции). Предлагаемое устроЯство работаетследующим образом.Вентилятором б устананливают необходимый расход исследуемой пробывоздуха через устройство 5. Для вымораживания кристаллов льда из этойпробы воздуха включают нагреватель 2н сосуде дьюара 1 и устанавливают сего помощью необходимый расход выпаринаемого при низкой температуре,азота. С помощью нагревателя 4, устанонленного в патрубке 3, регулируюттемпературу потока азота, поступаккцего в смесительную камеру 8. Для лучшего смешения исследуемой пробы воздуха с азотом закручивают поток воздуха с помощью лопаток закрутки 20 ирегулируемых в зависимости от установленного расхода воздуха поворотныхзакрылков 21.При прохождении холодного азота через сопло патрубка 14 вымораживание кристаллов льда на егонаружной поверхности исключается аагревом токопроводящего покрытия 17,за"питываемого от .источника 25 тока ирегулируемого в зависимости от наличия разности температур, иэмеряемоЯтермопарами 26.При прохождении воздуха по камере8 смешения температура стенокпонижается и это может вызвать эасчет теплопронодности стенок выморажинание на начальных участках камерыкристаллов льда, Поэтому включаютсяисточники 25 питания для пропускатока по кольцам 24 с целью их нагрева до температуры потока, проходя;щего над ними, Регулирование их нагрева осуществляется, например, спомощью термопар 26. Таким же образомрегулируется температура покрытия 23стенок стабилизирующего Канала 9.Степень перемешинания воздушной пробы с азотом регулируется поворотомэлектромагнита 28, синхронно поворачивающим закрылки 21 через магии"топровод 27, н зависимости, например,от расхода воздушной пробы, Напряженность магнитного поля регулируетсяс помощью электромагнита 28, Счетныйблок 13 определяет количество проходящих по измерительному каналу 12ледяных кристаллов.Предлагаемое устройство повышаетточность измерений эа счет предотвра"щения вымораживания кристаллов настенках, а также приближения условийкристаллизации и теплообмена к ес"тестненным. Кроме того, из"за относительно малых размеров, веса и усло"вий безопасности устройство можетбыть использовано на летательныхаппаратах,1051479 гь ор И. Зрдейи о Т ж 70 59 пис аказ ПИ 1 осударственного комитета СССРделам иэобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб д, 4 л, Проектная, 4 ППП "Патент",Ужг ил Составитель В, Агаповактор М, Рачкулинец Техред М,Костик