Генератор тумана и влажности воздуха
Генератор тумана и влажности воздуха предназначен для получения холодного высокодисперсного тумана большой водности и воздуха высокой влажности. Полезная модель относится к метеорологическому приборостроению, в частности к приборам для моделирования некоторых атмосферных характеристик при исследованиях, с помощью которых определяют льдообразующие и гигроскопические характеристики активных аэрозолей, полученных при функционировании пиротехнических изделий, растворов, твердых веществ и составов или их моделей в научно-исследовательских и промышленных лабораториях, где требуется точность испытаний при их большой разнообразности. Цель полезной модели - получение холодного высокодисперсного тумана большой водности и воздуха высокой влажности. Поставленная цель достигается тем, что генератор содержит контейнер для сухого льда с всасывающим патрубком для отбора тумана. Контейнер, нижняя часть которого изготовлена из крупноячеистой металлической сетки, загружается твердой углекислотой и погружается в подогретую от 30°С до 50°С воду на определенную глубину. При контакте поверхности твердой углекислоты с подогретой водой начинается бурная диффузия водяных паров в слой холодного углекислого газа при его испарении. В результате этого возникают пересыщения водяного пара порядка нескольких сотен раз, приводящие к спонтанной гомогенной конденсации водяных паров. Ввиду высокой концентрации капель, возникающей при больших пересыщениях, их средний диаметр незначительно превышает 1 мкм. Генератор прост в изготовлении и эксплуатации. Заявляемый образец иллюстрируется чертежом.
Полезная модель относится к метеорологическому приборостроению, в частности к приборам для моделирования некоторых атмосферных характеристик при исследованиях, с помощью которых определяют льдообразующие и гигроскопические характеристики активных аэрозолей, полученных при функционировании пиротехнических изделий, растворов, твердых веществ и составов или их моделей в научно-исследовательских и промышленных лабораториях, где требуется точность испытаний при их большой разнообразности.
Известен пневматический метод получения тумана путем разбрызгивания воды [Fukuta N., Schmeling W.A., Evans L.F. Experimental determination of the ice nucleation by falling dry ice pellets. Proceed. Int. conf. on weather modific. in Australia, 1971. - P.21-25]. Однако таким путем невозможно получить стабильный туман высокой водности. Средний размер капель такого тумана более 20 мкм, а скорость их осаждения очень высока и составляет более 4 см/с.
Можно получить туман в разнотемпературной установке с водностью 200 г/м3 при температуре воды от 90°С до 95°С, но при этом размер капель велик, и температура тумана, образовавшегося таким способом, слишком высока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому техническому решению является «Ультратермостат LP-201 (Е-149)», предназначенный для поддержания предварительно установленной на аппарате постоянной температуры в пределах от 20°С до 180°С. Аппарат также позволяет проводить исследования любого физического, химического, биохимического и других процессов, где необходимо поддержание температуры в узких пределах колебания [Ультратермостат LP-201 (Е-149): Руководство [Текст]. - Будапешт: МТА КУТЕС, 1966. - 20 с].
Данным комплектом оснащены научно-исследовательские организации, промышленные лаборатории и военно-учебные заведения Вооруженных Сил Российской Федерации, ведущие научные исследования и осуществляющие подготовку специалистов по химической и биологической разведке и контролю.
Существенным недостатком этого аппарата является то, что невозможно получить холодный высокодисперсный туман большой водности и воздух высокой влажности.
Цель полезной модели - получение холодного высокодисперсного тумана большой водности и воздуха высокой влажности.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в возможности использования углерода диоксида СO2 (твердой углекислоты) в контакте с подогретой термостатической жидкостью посредством контейнера.
Поставленная цель достигается тем, что генератор содержит контейнер для углерода диоксида CO2 (твердой углекислоты) с всасывающим патрубком для отбора тумана. Контейнер, нижняя часть которого изготовлена из крупноячеистой металлической сетки, загружается углеродом диоксида СО2 (твердой углекислотой) и погружается в подогретую от 30°С до 50°С воду на определенную глубину. При контакте поверхности углерода диоксида СО2 с подогретой водой начинается бурная диффузия водяных паров в слой холодного углекислого газа при его испарении. В результате этого возникают пересыщения водяного пара порядка нескольких сотен раз, приводящие к спонтанной гомогенной конденсации водяных паров. Ввиду высокой концентрации капель, возникающей при больших пересыщениях, их средний диаметр незначительно превышает 1 мкм.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен генератор тумана и влажности воздуха.
Предложенный генератор тумана и влажности воздуха состоит из тепло-изолированного корпуса 1, крышки теплоизолированной 2, мешалки с электродвигателем 3, термометра 4 для измерения температуры воды, контактного термометра 5 с поворотным магнитом для автоматического поддержания температуры воды, контейнера 6 для загрузки углерода диоксида СO2 (твердой углекислоты), всасывающего патрубка тумана 7, термометра 8 для измерения температуры тумана, вентилятора 9, нагнетательного патрубка тумана 10, клапана электромагнитного 11 для перекрывания нагнетательного патрубка, ротаметра 12 для измерения расхода тумана и влажного воздуха, водомерного стекла 13, крана 14 для слива воды, нагревательного элемента воды 15.
Контейнер 6 для загрузки углерода диоксида CO2 (твердой углекислоты) выполнен из легированного металла и состоит из двух частей. Нижняя - из крупноячеистой сетки, которая погружается в воду на определенную глубину. Верхняя - из обечайки с крышкой, которая герметично закрепляется на теплоизолированной крышке 2 и с боку соединяется всасывающим патрубком 7, на который устанавливается контрольный термометр 8. Вентилятор 9 всасывающим концом присоединяется к патрубку 7, а нагнетательным патрубком к электромагнитному клапану 11 и ротаметру 12.
Стабилизация температуры термостатической жидкости производится при помощи контактного термометра 5 с поворотным магнитом. Задачей системы нагрева является отвод максимального количества тепла из нагревательного элемента воды 15 в термостатическую жидкость (воду) с момента включения в электрическую сеть до времени достижения температуры, заданной по контактному термометру 5 с поворотным магнитом. После достижения заданной температуры происходит автоматическое отключение нагревательного элемента воды 15.
Предлагаемый генератор тумана и влажности воздуха работает следующим образом.
Регуляция температуры термостатической жидкости
Настройку требуемой рабочей температуры выше температуры окружающей среды следует производить при помощи поворотной кнопки головки контактного термометра 5 с поворотным магнитом. Для этого следует отвинтить винт, фиксирующий поворотную кнопку головки, и, вращая ее, установить указатель контактного термометра с поворотным магнитом 5 на температуру, немного выше требуемой. Настройку точной рабочей температуры следует произвести путем наблюдения за возрастающим значением температуры по показаниям контрольного термометра 4. В момент, когда контрольный термометр покажет требуемую температуру, следует медленно повернуть кнопку головки контактного термометра с поворотным магнитом 5 влево до нужной температуры. Во время дальнейшей работы генератора можно плавно регулировать нагревательный элемент воды до 50°С.
Работа генератора
После наполнения емкости генератора водой (термостатической жидкостью) и при отключенной мешалке 3 следует подогревать жидкость до температуры 50°С. Затем предварительно измельченную на брикеты углерода диоксид CO 2 (твердую углекислоту) размером 3-5 см, пинцетом осторожно загрузить контейнер в 6 и включить мешалку 3. При бурном испарении углерода диоксида СО2 (твердой углекислоты) образуется высокодисперсный туман довольно высокой водности. Образующийся в емкости генератора туман через всасывающий патрубок 7 вентилятором 9 через нагнетательный патрубок 10, электромагнитный клапан 11, ротаметр 12 подается в камеру тумана (потребителю).
Электромагнитный клапан 11 предназначен для герметичного перекрытия генераторных систем с туманом и влажным воздухом от окружающей среды.
Ротаметр 12 предназначен для измерения объемного расхода тумана и влажности воздуха.
Режим работы устройства может быть изменен при помощи контактного термометра 5 с поворотным магнитом, которым задается температура термостатической жидкости.
Преимуществом предложенного генератора тумана и влажности воздуха является возможность получения холодного высокодисперсного тумана большой водности и высокой влажности воздуха.
Генератор прост в изготовлении и эксплуатации.
Генератор тумана и влажности воздуха, включающий металлическую теплоизолированную емкость с крышкой, мешалку с электродвигателем, контактный термометр с поворотным магнитом, контрольный термометр, нагревательный элемент воды, кран для слива воды, водомерное стекло, отличающийся тем, что на крышке емкости устанавливается контейнер для углерода диоксида СO2, состоящий из двух частей: нижняя - из крупноячеистой металлической сетки, которая погружается в воду на определенную глубину; верхняя - из обечайки с крышкой, которая герметично закрепляется на теплоизолированной крышке и сбоку соединяется с всасывающим патрубком, на который устанавливается контрольный термометр, а вентилятор, всасывающим концом присоединяется к патрубку и нагнетательным патрубком присоединяется к электромагнитному клапану и ротаметру.
