Импактор

Импактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ИМПАКТОР, содержащий обтекаемый корпус с заборным сопло и каскадно установленные в нем сту , пени инерционного осаждения частиц включающие разгонные сопла и повер ности осаждения, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения дисперсности аэрозоля путем увеличения исследуемого объема воедухаt проходящего через заборное сопло импактора , в его корпусе в области первого каскада выполнено, по мень&ей мере, одно отверстие/ расположенное в плоскости миделевого сечения корпуса.. 2.Импактор по п. 1, отличающийся тем, что отверстия выполнены с суммарным сечением, равным сечению заборного сопла. 3.Импактор по пп. 1 и 2, о т личанэщийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, заборное сопло выполнено сменным, а отверстия - с возг можностью изменения их сечения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19 Of) ьа)йО1Ы i5 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17 Ъ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3497112/18 "25 (22) 10 ° 08 ° 82 (46) 23.11. 83. Бюл. В 43 (72) H.A.Áåðåýèíñêèé, С.Л.Саркисов, и, Г.В.Степанов (71) Высокогорный геофизический институт Госкомгидромета СССР (53).543.148(088.8) (56) Левин Л.М. Исследование по физике грубодисперсных аэрозолей.

М g AH СССР 1961 с. 267.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9.3232553/18-25, кл. Q 01 В 15/02, 1981 (прототип) .j (54)(57) 1. HNHAKTOP, содержащий обтекаемый корпус с заборным соплом и каскадно установленные в нем сту, пени инерционного осаждения частиц, включающие разгонные сопла и поверх" ности осаждения, о т л и ч а ю.. шийся тем, что, с целью повышения точности определения дисперсности аэрозоля путем увеличения исследуемого .обьема воэдуха проходящего через заборное сопла нмпактора, в его корпусе в области первого каскада выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в плоскости миделевого сечения корпуса.

2, Импактор по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что отверстия вы полнены с суммарным сечением, равным сечению заборного сопла.

3. Импактор по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения Функциональных Pg возможностей., заборное сопло выполнено сменным, а отверстия — с воз; .можностью изменения их сечения.

1055997

Изобретение относится к научньи исследованиям по физике облаков и загрязнению атмосферы, а точнее к устройствам для взятия проб аэ-. розолей в чистой атмосфере, и может быть использовано для изучения облако- и осадкообраэования и процессов самоочищения атмосферы от загрязняющих веществ.

Известен забарник грубодисперсных аэрозолей, представляющих со- ®О бой пластинку, покрытую липкой смазкой, ныставляемую за борт самолета перпендикулярно потоку воздуха.

Мелкие аэрозольные частицы, двигаясь по линиям тока воздуха, обтека- 15 ют пластинку, а крупные, подчиняясь закону инерции, движутся более прямолинейно и осаждаются на нее. Чем больше масса аэрозольных частиц, тем с большей эффективностью они yp осаждаются. Эффективность осаждения зависит также от размеров пластинки и скорости потока воздуха Pl) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является имI пактор, содержащий обтекаемый корпус с заборным соплом и установленные в нем ступени инерционного осаж- . ! ,.дения частиц, включающие разгонные ! сопла . и поверхности осаждения Pj .

Однако известные устройства имеют недостаточную точность определения дисперсности аэрозоля. Этот недостаток .обусловлен тем, что н

: импакторах осаждаются как крупные, так и мелкие частицы.. Однако концентрации тех и других частиц не одинаковы: больших — очень мало, а мелких — на 3-4 порядка величины больше. Поэтому плотность осадка, а следовательно и точность опреде- 40 ления концентрации частиц на улови, телях разных каскадов будут не.одинаковы. Для сближения концентрации частиц различного размера на разных уловителях — каскадах импактора - 45 необходимо через сопла каскадов пропускать различные объемы воздуха, а этого известные устройства не обеспечивают..

Целью изобретения является повы- 5О шение точности определения дисперсности аэрозоля путем обеспечения возможности увеличения исследуемого объема воздуха, проходящего через заборное сопло импактора при сохранении изокинетичности пробоотборника.

Указанная цель достигается тем, что н импакторе, содержащем обте- . каемый корпус с заборным соплом и каскадно установленные в нем ступени инерционного осаждения частиц, включающие разгонные сопла и поверхности осаждения, в корпусе с области первого. каскада выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, расположенное в плоскости миделевого сечения корпуса.

Кроме того, отверстия выполнены с суммарным сечением, равным сечению заборного сопла.

Причем, с целью расширения функциональных возможностей, заборное сопла выполнено сменным, а отверстия - c:âîýìîæíoñòüþ изменения их сечения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый импактор;.на фиг. 2 - отверстие, расположенное в плоскости миделевого сечения корпуса; на фиг. 3 разрез A-А на фиг. 2.

Импактор содержит обтекаемый корпус 1, заборный патрубок 2, одновременно являющийся разгонньм соплом первого каскада, разгонные сопла 3 и 4 для второго и третьего каскадов инерционного осаждения соответственно поверхностей осаждения аэрозолей 5, 6 и 7 в ниде отполированных металлических дискон, насаженных на нал 8, приводимый во вращение .электродвигателем 9. Разгонные сопла смещены относительно центров поверхностей осаждения.

Ширина заборного патрубка 2 и сопел 3 и 4 последовательно уменьшается. Тонкостенный патрубок 2 вставлен в оправку 10, ввинчивающуюся в корпус l ° Высокоэффективный фильтр

11 является четвертой ступенью осаждения аэрозолей. Отсос протягиваемого аэрозоля осуществляется через

i патрубок 12. В зоне первой ступени в корпусе 1 импактора расположены дна диаметрально противоположных круглых отверстия 13, необходимых для увеличения объемного расхода воздуха через заборный патрубок 2 первой ступени осаждения по сравнению с последующими. Отверстия 13 выполнены в месте перехода профиля корпуса 1 к сужению. Суммарное сечение отверстий 13 равно сечению входного патрубка 2.

При изменении рЕжнма отбора аэрозолей, связанного с изменением скорости набегающего потока, величину сечения отверстий 13 изменяют, устанавливая ее н соответствии с сечением заборного сопла. Для этой цели служат, например, заслонки 14, каждая из которых снабжена уплотнителем 15 и перемещается штоком

16 по направляющим панам 17.

Импактор работает следующим образом.

Обтекаемый корпус 1 импактора выставляется эа борт самолета.

Исследуемый воздух изокинети ески, т.е. со скоростью, равной скорости движения самолета, проходит через заборный патрубок 2 и ударяется о

1055997 перпендикулярно расположенную поверхность осаждения аэрозолей Б.

Самые крупные аэрозольные частицы осаждаются на полированную nosepхность диска, а более мелкие уносятся воздушным потоко дальше., Воздушный поток, отразившись от поверхности осаждения аэрозолей 5, 1 разделяется на две части: одна выходит через отверстия 13 наружу, а вторая попадает на последующие каскады импактора, где осаждение частиц .по фракциям продолжается до полного обеспыливания после прохождения фильтра 11.

Как известно, давление движущегося потока воздуха Р имеет две составляющие: статическое давлением,. равное давлению окружающего воздуха, и динамическое Р, обусловленное динамическим напором его движения.

pV

Рст, g = ст где p - плотность воздуха его скорость относительно импактора (самолета).

Р равномерно во всех точках воздушного потока. Р максимально в направлении движения импактора (в его лобовой части) и уменьшается до нуля в точках перегиба его корпуса к сужению и меньше нуля в тыловой части корпуса. Если соединить. внутреннюю полость первого каскада с какой-либо точкой внешней поверхности корпуса, то.давления между ними выровняются. Изменяя местоположение этой точки, можно изменять давление внутри компаратора,. а следовательно и скорость протяжки воздуха через заборный патрубок 2 импактора.

° l

Таким образом, отверстие с сечени ем, равным сечению входного патрубка

2 в области миделевого сечения корпуса импактора, позволяет сбрасывать часть воздушного потока, прошедшего исследование на первом каскаде, наружу и,тем самьм, автоматически поддержйвать скорость пробоотбора изокинетической. Остальная часть воздуха проходит дальнейшее исследование на последующих каскадах..путем принудительного протягивания вакуумным насосом через

;патрубок 12. При этом самые крупные частицы (число-которых невелико) осаждаются из большего объема, а

:мелкие — иэ меныаего. Объем исследо ванного воздуха на первом каскаде определяется сеченяем заборного .патрубка и скоростью самолета, а на последующих каскадах — сечением. последнего сопла и производительностью насоса. Отношение объемов воздуха, выаедшего через отверстия

13 и прошедшего последний каскад импактора, может быть различным в зависимости от сечения заборного сопла, скорости самолета и объема воздуха, проходящего последнйй каскад, При заборе проб на самолете устанавливается широкий заборный

15 патрубок 2 а при работе на земле ввинчивается узкий патрубок 2 (рассчитывается по расходу воздуха через сопло 4), при этом отверстия

13 герметично закрываются заслон;р хами 14.

Применение импактора с отверстиями в области миделевого корпуса, соединенными с внутренней полостью первого каскада, позволяет значид5 тельно повысить точность измерения концентрации самых крупных (гигантских и сверхгигантских) аэроэольных частиц, играниаих очень важную роль в физике атмосферы (процессы самоочищения, образования тумана, облаков, осадков, града., гололеда), которая зависит от отношения размера первоначально использованного,. заборного сопла Do к размеру сменных Э(, гдето„ >Э .

Расположение отверстий в миделевом сечении корпуса импактора позволяет автоматически поддерживать изокинетичность пробоотбора, что значительно влияет на точность иэ40 мерения концентрации частиц во всем диапазоне размеров и приводит к уменьшению погрешности в 3-6 раз.

Возможность герметизации отвер45 стий 13 позволяет проводить забор аэрозольных проб не только на самолете,. но и в стационарных условиях на земле, а смена заборного патруб ка 2 и изменение сечения отверстий

5g .13 делает возможным использование импактора на различных типах летательных аппаратов, т.е. существенно (расширяется область применения импактора, который становится универсальным исследовательским прибором.

1055997

Qjl

Р =Ь Ф I4 Â

Составитель Е.Карманова

Редактор H.Ëàçàðåíêo. Техред Т.Маточка Корректор. A, THcKO

Заказ 9289/33 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнав„ 4.