УСТРОЙСТВО для ИССЛЕДОВАНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ ОБЛАКОВ И ТУМАНОВ Советский патент 1971 года по МПК G01N25/14 

Изобретение относится к метеорологическим исследованиям и может быть использовано при изучении микроструктуры облаков и туманов. Известны различные климатические камеры для исследования аэрозолей, в которых проводятся исследования по созданию туманов и искусственному воздействию на них. Однако с их помощью нельзя исследовать условия испарения и конденсации водяного пара. Цель изобретения - определение условий, при которых происходит испарение или конденсация водяного пара на каплях воды. Для этого предлагаемое устройство снабжено расположенными на подвижно установленных в камере стержнях двумя системами термопар и соответственно расположенными окнами в стенках камеры для наблюдения, причем в верхней части камеры размещен нагреватель, а в нижней - слой воды. Кроме того, одна из термопар расположена у поверхности слоя воды в нижней части камеры и соединена последовательно с другой термопарой, размещенной в верхней части камеры, а остальные термопары, находящиеся в верхней части камеры, также соединены последовательно. для исследования испарения или конденсации водяного пара на каплях воды. Устройство содержит конденсационные гигрометры / и 2, стержни-держатели 3 и 4 термопар, электронагреватель 5, стержень-держатель 6 электрических проволочных термометров сопротивления, крышку 7 камеры, стенки 8 камеры, термопары .9-12. Устройство представляет собой двухстеиную герметически закрывающуюся крыщкой 7 и изготовленную из органического стекла камеру, на дне которой налит слой воды, а в верхней части внутри камеры расиоложен электронагреватель 5. На крышке камеры укреплены три пластмассовых стержня 3, 4 и 6, которые могут опускаться в камеру. LI а стержне 6 укреплено несколько миниатюрных пластинчатых термометров сопротивления, одни из которых опущен в воду, а остальные через определенные расстояния размещены на стержне до самой крышки камеры. На стержнях 3 и 4 установлены четыре термопары 9-12, прнчем термопары 9 и W, а также 11 Y. 12 соединены последовательно. Термопары 10, 11 и 12 расположены в одной горизонтальной плоскости. В процессе работы на термопары 9, 10 и // нодвещиваются капли.

микроскоп МИР-1, расположенный на штативе около камеры. Измерсине капель uriGiiJiKiдится через стенку камеры.

В нижней части камеры у i;oi epxnccTii ;Юды и в верхней ее части устаювлсны копдсль сационные микротигрометры / и 2, измеряющие температуру точки росы в пей на разных уровнях.

Давление воздуха в камере выразпивается с атмосферным давлением через штуцер с фильтром (на чертеже ие показаны), расположенным в иробке электронагревателя 5.

Устройство работает следующим образом.

При установившемся температурном режнме окружающего воздуха i; воздуха внутри камеры, а также воды, помещенной па дне, подвещивают на термопары 9, 10 и // капли и закрывают камеру крышкой 7. Одповременно регистрируют температурпо-вл ал постный режим в камере и сумму токов .ермопар с помощью шлейфовото осциллографа. Две системы термопар, т. е. система термопар 9-10 и 11-12 позволяют проследить процесс испарения или конденсации с капель, под..вешенных на термопары 9, 10 и //.

В начальный момент после закрытия камеры па термопаре 9, находящейся у уровня воды, т. е. в условиях, близких к пасьпцеппк), начинается конденсация, и капля принимает равиовесное еостояние, а с капли, иодр.ешеиной на термопаре 10 и находящейся в Г;ерхней части камеры, происходит пспареппе. По мере увеличения отиоеительпо вла/кностп в верхней части камеры за счет испарения j;o;(,ы, находящейся па дне, испарение с капли термопары 10 уменьшается. При дости/кении относительной влажности воздуха во всем объеме камеры, близкой к 100%, испарепне с капель термопар 9 и 10 прекращается. Для контроля этого нроцееса рядом с термопарой W помещены термопары // и 12, на тер: 1онаре 12 подвешена капля. Показания этих термонар будет зависеть только от псиареиия кайли термопары 12. Так как две спстемы термопар по своим электрическим параметрам идентичны, то, зная показаппя их.

л:()к;К) (;г:1одали;.. характер копдепсаппп плп пспареппн 1и)дмпь;Х паров с капель } к 10 прп различных oTnocirrexbiibix вла/кпостях .

Кроме этого, 3 камере можпо создать инверсиоппое распределение температуры и проследить ход относительной влажности в камере и процесс испарения или копденсацпп водяпого пара на каплях, для чего включается

электронагреватель 5. Верхний слой воздуха медлепно прогревается на 2-З-С. При этом впачэле относительная влажность уменьшается, а потом за счет диффузии водяного пара опа возрастает, и по оегывания воздуха и вырзБнивапия его температуры по всел;у

верхней части камеры достигает 100%. В этих условиях 1акже прослеживается ход пспарения и коиденсацип с подвешеппых капель и оппеделястся отпосительиая влажносгь воздvxa.

д м е т li 3 о о ) е т е п и я

1. Устройство для исследовапия микроструктуры облаков и тумапов, содержащее ка:,1сру, ьлектропагреватель, термо: 1етры сопротпвлепия, расположенные по вертикали, и :.1икрогг1трометры, отлича/ощсеся тем, что, с

целью псследоваппя Д1п амикп испарения и копд(Л1сации водяного пара па каплях воды, оно спабжеио расположеппым па подвижно устаповлеппых в камере стержнях двумя спстемамп термопар и соответетвепно раеположеппымп окиамп в степках камеры для иабл;одеппя, причем в верхпей части камеры размещен нагреватель, а в пижпей-слой воды.

2. ycTpoiicTBO по п. 1, отличаю .цееся тем,

-l0 одна из термопар располол ена у поверхпостп слоя воды к нижней части камеры и соед1П1епа последовательно с другой термопарой, расположенной в верхней части камеры, а остальные термопары, находящиеся в

верхпей частп камеры, также соедипепы последовательно.

V

9