Устройство для управления ориентировкой разряда молнии

.БЫ 174654 5 Р 3/02 5 Ц 5 П ЕТ И технике защиий от поражеиспользовано ов.шение эффекровкой.разря- протяженной ается тем, чтоориентировщем молниепс контуромвнутри молженных часгенератора ный системой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский политехнический институт им,М,И.Калинина.Авторское свидетельство СССР М 898627, кл. Н 05 Е 3/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОРИЕНТИРОВКОЙ РАЗРЯДА МОЛНИИ (57) Изобретение относится к технике защиты промышленных сооружений от пораже- . Изобретение относится к ты промышленных сооружен ния молнией и может быть при разработке молниеотводЦель изобретения - повы тивности управления ориенти да за счет создания более заряженной струи.Поставленная цель достиг в устройстве для управления кой разряда молнии, содержа риемник, соединенный заземления, и установленныи ниеприемника источник зар тиц, выполненный в виде аэрозольной струи и снабжен ния молнией и может быть использовано при разработке молниеотводов. Целью изобретения является повышение эффективности управления ориентировкой разряда, Сущность изобретения: в устройстве для управления ориентировкой разряда молнии, . содержащем молниеприемник, соединенный с контуром заземления, и установлен.ный внутри молниеприемника источник заряженных частиц, выполненный в виде генератора с соплом и снабженный системой подачи воды с примесью поверхностно-активных веществ, предлагается сопло выполнить серповидным щелевым переменного сечения, при этом 0,2ЬО0,2, где Л- максимальная ширина щели; О - внутренний диаметр серповидного сопла. 2 ил 1 табл,подачи в сопло воды с примесью поверхностно-активных веществ, сопло выполнено серповидным щелевым переменного сечения, при этом 0,02Ь/О ( 0,2, где Л - максимальная ширина щели, О - внутренний диаметр серповидного сопла.На фиг.1 изображена схема для проведения экспериментальных исследований по управлению ориентировкой разряда, моделирующего процесс развития молнии; на фиг,2 - генератор заряженных частиц,Схема включает генератор 1 заряженных частиц, 2, молниеприемник 2; аэрозольную заряженную струю 3, высоковольтный электрод 4, от которого развивается длинная искра, имитирующая разряд молнии. Гедальнобойности 10 15 20 30 35 40 45 заземления, и установленный внутри молниеприемника источник заряженных час 50 55 нератор имеет серповидное сопло 5 переменного сечения, трубку 6; подводящую воду с .примесью поверхностно-активных веществ.Устройство работает следующим образом. 5Для обеспечения управления разрядомв генератор 1 подается воздух, а по другомуканалу водас примесью поверхностно-активных веществ (ПАВ), При распылении воды струей воздуха частички водыприобретают заряд, зависящий как от видаПАВ, так и от протяженности заряженнойструи 3. Эффективность управления ориентировкой разряда повышается при увеличении протяженности струи 3 заряженныхчастиц, Увеличение длины аэрозольнойструи можно достичь посредством использования генератора на основе серповидного щелевого сопла (фиг,2, разрез А-А).Воздух, поступающий в серповидное сопло 5,истекает в атмосферу в виде сверхзвуковойструи, где тонкие верхние слои из наиболееузкого сечения отклоняются под действиемперепада давления и на определенном расстоянии от сопла струя становится цилиндрической кольцевой (первоначальный участоксворачивается за счет сворачивания пограничных слоев). Водас примесью ПАВ поступает по трубе 6 (фиг.2), Струя водывзаимодействует со струей газа следующимобразом: она отклоняется воздухом и подходит к внутренней поверхности газовой струи.Происходит сильная диспергация воды и кап-.ли летят внутри кольцевой струи, многократно отражаясь от внутренних стенок газа. Приэтом капли разрушаются и не вылетают эа.границы струи, приобретая скорость струи.Создается узконаправленная, дальнобойная,высокодисперсная аэрозольная струя.Высоковольтные испытания (воздушный промежуто между высоковольтнымэлектродом 4 н молниеприемником 2 равен10 м) показали, что при прочих равных условиях эффект управления ориентировкойразряда повышается пропорционально увеличению протяженности струи 3,На газодинамическом стенде было определено, что при наличии высоконапорнойструи воды последняя разрушается, но капли имели крупные размеры. Если напор воды мал, то взаимодействие ее с газовымпотоком происходит так, как описано выше,т.е. диспергация усиливается. Показано, чтов окрестностях струи дискретно реализуется ультразвуковое поле с частотой 30-80. кГц, облучение воды которым приводит кинтенсивной диспергации. Синхронно с акустическим сверхзвуковым полем наблюдается образование системы подковообразных вихрей, выполняющих роль жидких подшипников для струи и способствующих увеличению,ее Исследования показали, что данное устройство позволяет увеличить дальнобойность струи по сравнению со струей, истекающей иэ сопла Лаваля (прототип), при одинаковых условиях (давлении воздуха Ро,возд=0,6 МПа, давлении жидкости Ро.ж =0,15 МПа, критическом (минимальном) диаметре сопла б с.кр=4 мм (число Маха М = 2,2). Эквивалентные размеры серповидного сопла (при сохранении расхода неизменны) были (фиг,2); О = 10,8 мм, 6=0,8 мм,бс = 5 мм, Для прототипа длина струи составила 2,2 м, для предлагаемого сопла 8,8 - 9,2 м. Значительное влияние на дальнобойность струи оказывает соотношение между максимальным размером щели Ь и внутренним диаметром серповидного сопла О (фиг,2), Согласно экспериментальным данным (таблица) оптимальным является соотношение 0,02 Ь/О 0,2, при кото-.ром достигается предельная эффективностьструи. Таким образом, экспериментальные исследования показали, что дальнобойность струи возрастает по сравнению со струей из сопла Лаваля в 4-4,1 раза, а диспергация в 2-2,5 раза, Управление степенью дисперсности можно осуществлять изменением скорости подачи воды. С увеличением протяженности струи увеличивается пропорционально и эффективность управления ориентировкой молнии. Формула изобретения. Устройство для управления ориентировкой разряда молнии, содержащее молниеприемник, соединенный с контуром тиц, выполненный. в виде генератора аэрозольной струи и снабженный системой подачи в сопло генератора воды с примесью поверхностно-активных веществ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности управления ориентировкой разряда, сопло выполнено щелевым серповидным переменного сечения, при этом ЫО= 0,02 - 0,2, где Ь- максимальная ширина щели, О - внутренний диаметр серповидного сопла.0,3 0,5 0,2 0,02 0,01 Ве хний и едел ЫО 0,3 0,2 Нижний и едел ИО 0,02 0,01 0,005 8,8-9,2 8,8-6,5 7,1-5,2 8,8-7, 1 6,5-4,2 Длина струи для серпови ного сопла, м1746545 иГ, Я. Составитель С.Харто Техред М.Моргентал Корректор О.Кунд Редакто П водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каз 2404 Тираж Подписное В НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035; Москва, Ж, Раушская наб 4/5