Устройство для образования и счета ледяных кристаллов

Устройство для образования и счета ледяных кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗО ВАНИЯ И СЧЕТА ЛЕДЯНЫХ КРИСТАЛЛОВ, содержащее смесительную камеру с патрубками подвода воздугиной пробы охлаждающего газа, стабилизирующий канал и измерительный канал со счетным блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий кристаллообразования к естественным, патрубок подвода воздушной пробы снабжен лопатками закрутки и закрылками, сме сительная камера с патрубком подвода охлаждающего газа, стабилизирующий и измерительный каналы размещены во введенных герметичных вакуумированных кожухах, соединенных между собой каналами, выполненными в лопатках закрутки, на наружную поверхность сопла патрубка подвода охлаждающего газа и на внутренние поверхности смесительной камеры и стабилизирующего канала нанесены токопроводящие покрытия, подключенные к введенным регулируемым источникам тока, а стабилизирующий и измерительный каналы расположены последовательно и вертикально под камерой смешения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3358889/18-10 (22) 27.11.81 (46) 30.10.83. Бюл. 9 40 (72) В.Н.Филаткин, А.Г,Федотов, И.И.Пилип, М.Ф.Бялельдинов, Ю,П.Богомолов и A.Ã.Ëàêòèoíîâ (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (53) 551.508.7(088.8) (56) 1. Тезисы докладов VIII Международной конференции. по нуклеации, 1973. Программа университета Миссури

Ролла по моделированию облаков. М., Гидрометеоиздат, 1975, с. 278.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 832517, кл, G 01 W 1/00, 23,03,81 (прототип). (54 ) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ И СЧЕТА ЛЕДЯНЫХ КРИСТАЛЛОВ, содержащее смесительную камеру с патрубками подвода воздушной пробы и охлаждающего газа, стабилизирующий б

3(51) G 01 5 1 00 5 Oi W 1 18 канал и измерительный канал со счетным блоком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий кристаллообразования к естественньм, патрубок подвода воздушной пробы снабжен лопатками закрутки и эакрылками, смесительная камера с патрубком подвода охлаждающего газа, стабилиэиру)0щий и измерительный каналы размещены во введенных герметичных вакуумированных кожухах, соединенных между собой каналами, выполненными в.лопатках закрутки, на наружную поверхность сопла патрубка подвода охлаждающего газа и на внутренние говерхности смесительной камеры и стабилизирую- ( щего канала нанесены токопроводящие покрытия, подключенные к введенным регулируемым источникам тока, а стабилизирующий и измерительный каналы расположены последовательно и вертикально под камерой смешения.

1051479

Изобретение относится к измерительной технике в метеорологии и может быть использовано для изучения процесса образования ледяных кристаллов. 5

Известны устройства для образования и счета ледяных кристаллов, содержащее систему кондиционироэания, температурные регуляторы, аэроэольные генераторы, лазерное устройство для измерения скорости роста капель и термодиффуэионные счетчики ядер конденсации 1), Недостатком да ных устройств является неидентичность условий тепломассообмена между газовыми потоками.

Кроме того, Конденсация влаги на стенках облачных камер вносит погрешность при измерении их количества в газовом потоке.

2Î

Цель изобретения - повышение точности путем приближения условий кристаллообразования к естественным, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для образования и счета ледяных кристаллов, содержащем смесительную камеру с патрубками подвода воздушной пробы и охлаждающего газа, стабилизирующий канал и измерительный канал со счетным блоком, патрубок подвода воздушной про.бы снабжен лопатками закрутки и закрылками, смесительная камера с патрубком подвода охлаждающего газа, стабилизирующий и измерительный каналы размещены во введенных герметичных вакуумироэанных кожухах, соединенных между собой каналами, выполненными в лопатках закрутки, на наружную поверхность сопла патрубка подвода охлаждающего газа и на внутренние поверхности смесительной камеры и стабилизирующего канала нанесены токопроводящие покрытия, подключенные к введенным регулируемы | источникам тока, а стабилизирующий и измерительный каналы расположены последовательно и вертикально под камерой смешения.

Причем закрылки выполнены из магнитного материала и снабжены установленным сопряженно с ними в вакуумированном кожухе магнитопроводом и установленным снаружи кожуха сопряженно с магнитопроэодом электромагнитом,причем магнитопроэод и электромагнит выполнены из чередующихся магнитных и немагнитных секций с возможностью поворота.

Кроме того, токопроводящие покрытия смесительной камеры выполнены в виде соосных изолированных друг от друга колец.

На фиг. 1 изображена схема устройства для образования и счета ледяных кристаллов; на фиг ° 2 то же, схематический разрез.

Устройство для образования и счета ледяных кристаллов состоит иэ сосуда

Дьюара 1 с размещенным э нем регулируемым нагревателем 2, Сосуд Дьюара

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования и счета ледяных кристаллов, содержащее камеру предваритель- 2S ного охлаждения и увлажения, выполненную иэ вертикальных цилиндров, внутренний из которых пористый, н облачную камеру, образованную двумя усеченными конусами, внутренний из которых пористый, причем облачная камера расположена над камерой предварительного охлаждения и обе они имеют автономное охлаждение. Кроме того, в устройстве имеется счетный блок, расположенный над облачной камерой (2) .

Недостатками известного устройства являются, во-первых, неидентичность условий теплообмена и кристаллизации у стенок в облачной камере по сравнению с атмосферными условиями (на потоках газа) и, во-вторых, погрешности, возникающие-при определении количества образовавшихся кристаллов из-эа захвата их потоком 45 аитиобледенительной жидкости и возможного падения кристаллов под действием силы тяжести э камеру предварительного охлаждения, 2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что закрылки выполнены из магнитного материала и снабжены установленным сопряженно с HHMH в эакуумированном кожухе магнитопроводом и установленным снаружи кожуха сопряженно с магнитопроводом электромагнитом, причем магнитопровод и электромагнит выполиены из чередующихся магнитных и немагнитных секций с возможностью поворота, 3, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ e e с я тем, что, токопроводящие покрытия смесительной камеры выполнены в виде соосных изолированных друг от друга колец.

1051479 соединен патрубком 3, в котором расположен регулируемый нагренатель 4, с устройством 5 для образования и счета ледяных кристаллов. Устройство

5 соединено трубопроводом с вентилятором 6 и содержит неметаллический, например стеклянный, корпус 7, в центральной части которого находится смесительная камера 8 и стабилизирующий канал 9, содержащий хонейкомб

10 и конфузор 11, переходящий в измерительный канал 12, в верхней части которого установлен счетный блок 13. В смесительную камеру 8 сверху входит патрубок 14 подвода охлаждающего газа и патрубок 15 подвода воздушной пробы.

Патрубок 14 подвода охлаждающего газа заключен в герметичный кожух

16, на наружной поверхности которого в соплоной части нанесено токопро-+ водящее покрытие 17, Смесительная камера 8, стабилизирующий 9 и измерительный 12 каналы заключены в герметичный кожух 18, который через каналы 19 в лопатках закрутки 20, имеющих поворотные закрылки 21, соединен с герметичным кожухом 16 и образует вакуумную камеру 22. Внутреняя поверхность смесительной камеры 8 и стабилизирующего канала 9 30 покрыта токопронодящим покрытием 23, причем в смесительной камере 8 оно выполнено в виде колец 24, чередующихся в осевом направлении с материалом корпуса. 35

Каждое токопроводящее кольцо 24 и участок покрытия 23 н стабилизирующем канале 9, а также участок покрытия 17 в соплоной части кожуха

16 соединены с независимыми и регулируемыми источниками 25 питания. Регулирование тока осуществляется, например, с помощью термопар 26, один конец которых заделан в токопроводящее покрытие, а другой — в.поток воздуха над ним. 45

В кольцевом патрубке 15 подвода воздушной пробы эа лопатками закрутки 20 установлены поворотные закрылки 21, выполненные из магнитного материала. Над ними н вакуумной каме-5О ре 22 установлен кольцевой магнитопровод 27, выполненный из чередующихся магнитнЫх и немагнитных секций.

Кольцевой магнитопровод 27 сопряжен с установленным с наружи накуумной 55 камеры источником магнитного поля, например электромагнитом 28, ныполненным также в виде секционного кольца (чередующиеся магнитные и немагнитные секции).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вентилятором 6 устананливают необходимый расход исследуемой пробы воздуха через устройство 5. Для вымораживания кристаллов льда из этой пробы воздуха включают нагреватель 2 н сосуде Дьюара 1 и устанавливают с его помощью необходимый расход выпаринаемого при низкой температуре, азота. С помощью нагревателя 4, устанонленного в патрубке 3, регулируют температуру потока азота, поступакицего в смесительную камеру 8. Для лучшего смешения исследуемой пробы воздуха с азотом закручивают поток воздуха с помощью лопаток закрутки 20 и регулируемых в зависимости от установленного расхода воздуха поворотных закрылков 21.При прохождении холодного азота через сопло патрубка 14 вымораживание кристаллов льда на его наружной поверхности исключается нагревом токопроводящего покрытия 17,запитываемого от .источника 25 тока и регулируемого в зависимости от наличия разности температур, измеряемой термопарами 26.

При прохождении воздуха по камере

8 смешения температура стенок понижается и это может вызвать эа счет теплопронодности стенок выморажинание на начальных участках камеры кристаллов льда. Поэтому включаются источники 25 питания для пропуска тока по кольцам 24 с целью их нагрева до температуры потока, проходя.щего над ними . Регулирование их нагрева осуществляется, например, с помощью термопар 26. Таким же образом регулируется температура покрытия 23 стенок стабилизирующего Канала 9.

Степень перемешинания воздушной пробы с азотом регулируется поворотом электромагнита 28, синхронно поворачивающим закрылки 21 через магнитопровод 27, н зависимости, например, от расхода воздушной пробы. Напряженность магнитного поля регулируется с помощью электромагнита 28, Счетный блок 13 определяет количество прохо» дящих по измерительному каналу 12 ледяных кристаллов.

Предлагаемое устройство повышает точность измерений эа счет предотвращения вымораживания кристаллов на стенках, а также приближения условий кристаллизации и теплообмена к ec" тестненным. Кроме того, из-за откосительно малых размеров, веса и усло" вий безопасности устройство может быть использовано на летательных аппаратах, 1051479

Составитель В. Агапова

Редактор М. Рачкулинец Техред M.Костик Корректор И. Зрдейи

Эаказ 8659/45 Тираж 7 0 Подписное

ВНИИПИ Го< ударственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4