RU2101922C1 - Method for dissipation of fog and clouds - Google Patents
Method for dissipation of fog and clouds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101922C1 RU2101922C1 RU96112354A RU96112354A RU2101922C1 RU 2101922 C1 RU2101922 C1 RU 2101922C1 RU 96112354 A RU96112354 A RU 96112354A RU 96112354 A RU96112354 A RU 96112354A RU 2101922 C1 RU2101922 C1 RU 2101922C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- earth
- wires
- wire
- conductor
- potential
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 21
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для устранения туманов над аэродромами, морскими и речными портами, шоссейными магистралями, облачности в районах, требующих защиты сельскохозяйственных угодий от избыточных осадков. The present invention relates to the field of meteorology and can be used to eliminate fogs over airfields, sea and river ports, highways, clouds in areas requiring the protection of agricultural land from excessive rainfall.
Актуальность рассматриваемого направления разработок определяется необходимостью обеспечения безопасности транспортных средств различного назначения и создания благоприятных погодных условий для достижения высоких урожаев. The relevance of the development direction under consideration is determined by the need to ensure the safety of vehicles for various purposes and create favorable weather conditions to achieve high yields.
Проведенный информационный поиск по классам A 01 G 15/00, F 42 B 25/12, F 42 B 12/02, F 42 B 13/00 показал постоянный интерес, проявляемый в ведущих в техническом отношении странах, к способам и устройствам воздействия на атмосферные образования, объясняющийся, наряду с другими причинами, возникающими экономическими проблемами. The information search carried out by classes A 01 G 15/00, F 42 B 25/12, F 42 B 12/02, F 42 B 13/00 showed the constant interest shown in technically leading countries in methods and devices for influencing atmospheric formations, due, among other reasons, emerging economic problems.
Согласно опубликованным данным (см. Journal Aireraft, N 2, vol 18, februal 1971) экономические потери из-за туманов только на аэродромах США в восьмидесятые годы составляли порядка 70 млн долларов с тенденцией их роста, вследствие интенсификации воздушных перевозок, до 180 млн долларов в год и более. According to published data (see Journal Aireraft, N 2, vol 18, februal 1971), economic losses due to fog only at US aerodromes in the eighties amounted to about $ 70 million, with a tendency for their growth, due to the intensification of air traffic, to $ 180 million per year or more.
Неменьшие потери ожидают и в отношении морского и речного судоходства. No less losses are expected in relation to maritime and river shipping.
Такое положение связано с необходимостью закрытия аэропортов, морских и речных портов, так как при плотных туманах даже самые современные радиолокационные установки не способны обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию перечисленных объектов. This situation is associated with the need to close airports, sea and river ports, since with dense fogs even the most modern radar installations are not able to ensure reliable and safe operation of these facilities.
Анализ опубликованных источников информации в рассматриваемой области дает представление о способах и устройствах, предназначенных для решения практических задач по рассеиванию туманов и облаков. An analysis of published sources of information in this area gives an idea of the methods and devices designed to solve practical problems of dispersing mists and clouds.
К главным направлениям такого воздействия, исходя из уровня техники по состоянию на настоящее время, следует отнести:
использование реагентов и средств их доставки;
применение электричества.The main areas of such impact, based on the prior art as of the present, should include:
the use of reagents and their delivery vehicles;
the use of electricity.
Наибольшее развитие перечисленные направления получили в США, Франции, причем в этих странах и в СССР, а позже Российской Федерации основное внимание уделялось различным реагентам, доставляемым и рассеиваемым в туманах и облаках самолетами (см. например, США, патент N 2815928, кл. A 01 G 15/00, опубл. 23.05.1978), снарядами (см. например, Российская Федерация, патент N 2034444, кл. 6 A 01 G 15/00, опубл. 10.05.1995). The listed areas received the greatest development in the USA, France, and in these countries and the USSR, and later the Russian Federation, the main attention was paid to various reagents delivered and dispersed by planes in fogs and clouds (see, for example, USA, patent N 2815928, class A 01 G 15/00, publ. 05.23.1978), shells (see, for example, the Russian Federation, patent N 2034444, CL 6 A 01 G 15/00, publ. 10.05.1995).
В качестве реагентов предпочтение отдается таким веществам, как водный раствор хлористого кальция с загустителем (см. например, США, патент N 2934275, кл. A 01 G 15/00, опубл. 26.04.1960), смесь углеводов и хлора (см. например, США, патент N 2160900, кл. A 01 G 15/00, опубл. 06.06.1939 г.), йодистое серебро (см. например, США, патент N 2527230, кл. A 01 G 15/00, опубл. 24.10.1950) и др. As reagents, preference is given to such substances as an aqueous solution of calcium chloride with a thickener (see, for example, USA, patent N 2934275, CL A 01 G 15/00, publ. 04/26/1960), a mixture of carbohydrates and chlorine (see, for example , USA, patent N 2160900, class A 01 G 15/00, publ. 06/06/1939), silver iodide (see, for example, USA, patent N 2527230, class A 01 G 15/00, publ. 24.10 .1950) and others.
Применение тех или иных реагентов, хотя и является одним из самых надежных способов воздействия на облачность или туман, требует значительных материальных затрат, связанных с их производством в достаточно больших количествах и дефицитностью части реагентов, а также изготовлением и эксплуатацией средств доставки реагентов непосредственно в атмосферные образования. The use of certain reagents, although it is one of the most reliable ways of influencing cloudiness or fog, requires significant material costs associated with their production in sufficiently large quantities and the scarcity of some reagents, as well as the manufacture and operation of means of delivery of reagents directly to atmospheric formations .
Другим фактором, свидетельствующим о нежелательности использования некоторых реагентов, является их токсичность, отрицательным образом влияющая на экологию окружающей среды. Another factor indicating the undesirability of the use of certain reagents is their toxicity, which negatively affects the ecology of the environment.
К наиболее перспективному направлению воздействия на туманы или облака с точки зрения экологии относится применение электричества. From the environmental point of view, the use of electricity is one of the most promising areas of impact on fogs or clouds.
Известны способы, в основу которых положено введение в атмосферные образования вместо реагентов коронирующих проводов с подачей на них электрического напряжения (см. например, СССР, авт. свид. N 71260, кл. A 01 G 1/00, опубл. 24.02.1947, США, патент N 3456880, кл. A 01 G 15/00, опубл. 22.07.1969). Known methods based on the introduction of atmospheric formations instead of reagents corona wires with the supply of electric voltage to them (see, for example, USSR, author certificate. N 71260, class A 01 G 1/00, publ. 02.24.1947, U.S. Patent No. 3456880, class A 01 G 15/00, published July 22, 1969).
Как и в случае использования реагентов, существенный недостаток указанных технических решений заключается в больших затратах, определяемых расходом топливно-энергетических ресурсов для транспортных средств, обеспечивающих доставку в атмосферные образования коронирующих проводов, что и послужило причиной отказа от их реализации. As in the case of the use of reagents, a significant drawback of the indicated technical solutions lies in the high costs determined by the consumption of fuel and energy resources for vehicles providing delivery of corona wires to atmospheric formations, which caused their refusal to be sold.
В результате, учитывая несомненные преимущества способов воздействия на туманы или облака с помощью электричества и для устранения отмеченного недостатка, было обращено внимание на возможность размещения коронирующих проводов непосредственно у поверхности земли в зонах, где необходима постоянная защита от нежелательных проявлений туманов или облаков на те или иные объекты (например, аэродромы, шоссейные магистрали, площади, занятые посевными сельскохозяйственными культурами и т.д.). As a result, taking into account the undoubted advantages of the methods of influencing fogs or clouds using electricity and to eliminate the noted drawback, attention was paid to the possibility of placing corona wires directly at the surface of the earth in areas where constant protection against undesirable manifestations of fogs or clouds on certain ones is necessary objects (for example, airfields, highways, areas occupied by sowing crops, etc.).
Фундаментальные экспериментальные работы по применению стационарных коронирующих проводов осуществлены в США, а полученные результаты отражены в опубликованных материалах. Fundamental experimental work on the use of stationary corona wires was carried out in the United States, and the results are reflected in published materials.
В основу работ положен способ рассеивания туманов или облаков, заключающийся в генерации с помощью установленных над поверхностью земли коронирующих проводов электрически заряженных частиц (см. Журнал геофизических исследований, т.67, N 3, март, 1962 г. стр.1073-1082). The basis of the work is a method for dispersing fogs or clouds, which consists in the generation of electrically charged particles by means of corona wires installed above the earth's surface (see Journal of Geophysical Research, Vol. 67, No. 3, March 1962, pp. 1073-1082).
Для получения электрически заряженных частиц, создающих в атмосфере пространственный (объемный) заряд, использовалась тонкая наэлектризованная проволока диаметром 0,04 см из нержавеющей стали. Она поддерживалась над поверхностью земли изоляторами, установленными на верхушках мачт. To obtain electrically charged particles that create a spatial (volume) charge in the atmosphere, a thin electrified stainless steel wire with a diameter of 0.04 cm was used. It was supported above the ground by insulators mounted on the tops of the masts.
Подачу напряжения до 50 кВ обеспечивал источник постоянного тока. A voltage supply of up to 50 kV was provided by a direct current source.
Возникновение коронного разряда на проводах зависит в основном от прилагаемого напряжения, влажности, атмосферного давления, кривизны поверхности провода. Он представляет собой высоковольтный самостоятельный электрический разряд. В воздухе при атмосферном давлении напряженность поля (Е), при которой начинается коронный разряд на проводе радиусом 1 см, равна 39 кВ/см (см. например, Капцов Н.А. Электроника, 2 изд. М.1956 г. Левитов В.И. Корона переменного тока, 2 изд. М. 1975 г.). The occurrence of a corona discharge on wires depends mainly on the applied voltage, humidity, atmospheric pressure, and curvature of the surface of the wire. It is a high-voltage independent electric discharge. In air at atmospheric pressure, the field strength (E) at which a corona discharge begins on a wire with a radius of 1 cm is 39 kV / cm (see, for example, Kaptsov N.A. Electronics, 2nd ed. M. 1956, Levitov V. I. Corona AC, 2nd ed. M. 1975).
Внешне коронный разряд проявляется в виде свечения, охватывающего со всех сторон провод. В зонах выхода электронов происходит ионизация и возбуждение нейтральных частиц воздуха при их соударении с электронами. Externally, the corona discharge manifests itself in the form of a glow that encompasses the wire from all sides. In the electron exit zones, ionization and excitation of neutral air particles occurs upon their collision with electrons.
Носители заряда электрически заряженные частицы выносятся из зоны ионизации во внешнюю зону и, распространяясь в атмосфере, участвуют в образовании пространственного заряда. Charge carriers electrically charged particles are carried out from the ionization zone to the outer zone and, propagating in the atmosphere, participate in the formation of a space charge.
Генерируемые коронирующими проводами электрически заряженные частицы по мере продвижения в атмосфере захватывают молекулы воды, в результате чего происходит процесс конденсации влаги (см. например, Д. Хирс, Г. Паунд. Испарение и конденсация, пер. с английского. М. 1966 г. или Физический экциклопедический словарь. М. 1984 г. стр.308). Electronically charged particles generated by the corona wires capture water molecules as they move through the atmosphere, resulting in a process of moisture condensation (see, for example, D. Hirs, G. Pound. Evaporation and Condensation, translated from English. M. 1966 or Physical Ektsiklopedichesky Dictionary. M. 1984, p. 308)
Распространению электрически заряженных частиц в атмосфере способствуют естественные приземные конвективные потоки, способствующие в конечном счете образованию в атмосфере пространственного электрического заряда Q. The distribution of electrically charged particles in the atmosphere is facilitated by natural surface convective flows, which ultimately contribute to the formation of a spatial electric charge Q in the atmosphere.
Заряд Q создает внутри тумана или облака электрическое поле с напряженностью E. Charge Q creates an electric field inside the fog or cloud with intensity E.
В тумане и облаках до 40% капель являются заряженными, а заряды капель имеют положительные и отрицательные знаки (см. например, Красногорская Н.В. Электричество нижних слоев атмосферы и методы его измерения. Л. Гидрометеоиздат, 1972 г. 323 с.). In fog and clouds, up to 40% of the droplets are charged, and the droplet charges have positive and negative signs (see, for example, Krasnogorskaya N.V. Electricity of the lower atmosphere and methods of its measurement. L. Gidrometeoizdat, 1972, 323 pp.).
Электрическое поле пространственного заряда E наряду с описанными явлениями и силой F=qE (где q заряд капли), приводит в движение заряженные капли тумана или облака друг относительно друга и незаряженных капель. The electric field of the space charge E, along with the described phenomena and the force F = qE (where q is the droplet charge), sets in motion charged droplets of fog or clouds relative to each other and uncharged droplets.
Движение происходит как в микро-, так и в макромасштабах независимо от скорости перемещения в пространстве тумана или облака. С наибольшей скоростью под действием силы поля будут двигаться субмикронные частицы. В процессе движения субмикронные капли сталкиваются между собой, а также с каплями микронных размеров и коагулируются. The movement occurs both at micro and macro scales regardless of the speed of movement in the space of fog or cloud. Submicron particles will move with the greatest speed under the influence of the field force. In the process of movement, submicron droplets collide with each other, as well as with micron-sized droplets and coagulate.
Растущие в процессе коагуляции капли при падении захватывают на своем пути большое количество заряженных и незаряженных капель, и разрушение тумана (облака) носит лавинный характер. Drops growing during the coagulation process during a fall capture a large number of charged and uncharged drops on their way, and the destruction of the fog (cloud) is avalanche-like.
Процессы разрушения тумана или облака носят сложный характер и, в зависимости от сложившихся условий, в каждом конкретном случае имеет место преобладание одних явлений над другими, хотя их действие проявляется одновременно. The processes of destruction of fog or clouds are complex and, depending on the prevailing conditions, in each case there is a predominance of some phenomena over others, although their effect is manifested simultaneously.
Замер величины искусственно создаваемого заряда при экспериментальных исследованиях осуществлялся с помощью самолетов, оборудованных специальными устройствами, и радиолокатора с индикатором кругового обзора. При замерах пространственный заряд обнаружен на протяжении нескольких километров, а его максимальная концентрация в 60 есм-3 (где е заряд электрона) зафиксирована по направлению ветра, причем концентрация заряда прямо пропорциональна количеству электрически заряженных частиц от коронирующего провода, участвующих в его образовании.Measurement of the magnitude of the artificially created charge in experimental studies was carried out using aircraft equipped with special devices, and a radar with an all-round visibility indicator. During measurements, a space charge was detected over several kilometers, and its maximum concentration of 60 ecm -3 (where e is the electron charge) is fixed in the direction of the wind, and the charge concentration is directly proportional to the number of electrically charged particles from the corona wire participating in its formation.
Уместно отметить обнаруженное в процессе экспериментов важное обстоятельство, отражающее существенный недостаток рассматриваемого способа, заключающийся в том, что только доля электрически заряженных частиц, появляющихся в результате возникновения на проводе коронного разряда в прилегающем к нему слое воздуха, распространяется в атмосфере, а остальная их большая часть до 80% включая и легкие ионы, перетекает в землю (см. например, В. Брэдли, Р. Семонин. Влияние пространственного заряда на электролизацию атмосферы, заряд облаков и выпадение осадков. Журнал геофизических исследований; Издан Артур Д. Литл. Инк. Кембридж, Массачусетс, 1969 г, т.74, N 8, апрель, 15; Б.Боннегут, Г.Мур. Искусственное изменение атмосферного пространственного заряда. Журнал геофизических исследований, Артур Д. Литл. ИНК, Кембридж, Массачусетс, 1962 г. т.67, N 3, март, стр.1073-1082). Это явление объясняется направленностью напряженности электрического поля от коронирующих проводов к поверхности земли вследствие существующей разности электрических потенциалов между ними с учетом превышения потенциала проводов местного потенциала земли. It is appropriate to note the important circumstance discovered during the experiments, which reflects a significant drawback of the method under consideration, namely that only the fraction of electrically charged particles resulting from the occurrence of a corona discharge in the adjacent layer of air propagates in the atmosphere, and the rest of them up to 80%, including light ions, flows into the earth (see, for example, V. Bradley, R. Semonin. The influence of space charge on the electrolysis of the atmosphere, the charge of clouds and precipitated Precipitation Journal of Geophysical Research; Published by Arthur D. Little, Inc. Cambridge, Massachusetts, 1969, v. 74, No. 8, April, 15; B. Bonnegut, G. Moore. Artificial change in atmospheric space charge. Journal of Geophysical Research , Arthur D. Little INC., Cambridge, Mass., 1962 vol. 67, No. 3, March, pp. 1073-1082). This phenomenon is explained by the directivity of the electric field from the corona wires to the earth's surface due to the existing difference in electric potentials between them, taking into account the excess potential of the wires of the local earth potential.
Бесполезная утрата электрически заряженных частиц, которые могли бы участвовать в создании искусственного пространственного заряда, влечет за собой уменьшение концентрации частиц в этом заряде и тем самым снижает эффективность воздействия на атмосферные образования. The useless loss of electrically charged particles, which could participate in the creation of an artificial space charge, entails a decrease in the concentration of particles in this charge and thereby reduces the efficiency of the effect on atmospheric formations.
Использование для создания коронирующего разряда проводов длиной даже в несколько километров в какой-то степени компенсирует потерю электрически заряженных частиц, уходящих в землю, но из-за их рассосредоточения на большой протяженности в одну линию не позволяет достичь существенного результата, что также является одним из недостатков способа в плане использования средств для его осуществления. The use of even a few kilometers long wires to create a corona discharge to some extent compensates for the loss of electrically charged particles leaving the ground, but due to their dispersal over a long length in one line, it does not allow to achieve a significant result, which is also one of the disadvantages method in terms of using funds for its implementation.
Вышеизложенное нашло свое подтверждение и в экспериментальных работах, когда был применен коронирующий провод один в 14 км, а другой в 45 км длиной. Полученные данные, в результате соответствующих измерений, засвидетельствовали воздействие электрического пространственного заряда, образованного электрически заряженными частицами от коронирующих проводов только на 18% облаков (см. например, В.Брэдли, Р.Семонин. Влияние пространственного заряда на электризацию атмосферы, заряд облаков и выпадение осадков. Журнал геофизических исследований, изд. Артур Д.Литл. ИНК, Кембридж, Массачусетс, 1969 г. т.74, N 8, апрель, 15). The foregoing was also confirmed in experimental work, when a corona wire of 14 km and another 45 km long was used. The obtained data, as a result of appropriate measurements, testified to the influence of the electric space charge generated by electrically charged particles from the corona wires on only 18% of the clouds (see, for example, V. Bradley, R. Semonin. The effect of space charge on the electrification of the atmosphere, the charge of clouds and precipitation Precipitation Journal of Geophysical Research, published by Arthur D. Little, Inc., Cambridge, Mass., 1969 v. 74, No. 8, April 15).
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности рассеивания туманов и облаков путем увеличения количества электрически заряженных частиц, участвующих в формировании пространственного заряда в атмосфере. The aim of the present invention is to increase the dispersion efficiency of fogs and clouds by increasing the number of electrically charged particles involved in the formation of space charge in the atmosphere.
Поставленная цель по сравнению с прототипом обеспечивается следующими отличительными признаками: в процессе генерации электрически заряженных частиц посредством заземленного проводника, который размещают над поверхностью проводов, обращенных в противоположную сторону от земли, создают электрический потенциал, равный местному потенциалу Земли, при этом в качестве проводов и проводника используют электропроводные сетки. The goal in comparison with the prototype is provided by the following distinctive features: in the process of generating electrically charged particles by means of a grounded conductor, which is placed above the surface of the wires facing in the opposite direction from the earth, they create an electric potential equal to the local potential of the Earth, while as wires and a conductor use electrically conductive nets.
В развитие данного технического решения для усиления достигаемого положительного эффекта предлагаются следующие отличительные частные признаки изобретения:
в процессе генерации электрически заряженных частиц устанавливают направление ветра, после чего осуществляют возвратно-поступательное перемещение электропроводной сетки проводника в вертикальной плоскости относительно сетки коронирующих проводов и одновременно с наветренной стороны на расстоянии 100 300 м от сеток производят замер разности потенциалов между слоями атмосферы и поверхностью земли по значениям высот перемещения сетки проводника, а затем фиксируют сетку на высоте, соответствующей максимальной разности потенциалов, при изменении направления и скорости ветра, а также влажности воздуха регулирование высоты расположения электропроводной сетки проводника относительно сетки коронирующих проводов повторяют.In development of this technical solution to enhance the achieved positive effect, the following distinctive particular features of the invention are proposed:
in the process of generating electrically charged particles, the wind direction is established, and then the reciprocating movement of the conductive wire mesh in the vertical plane relative to the network of corona wires is carried out and, at the same time, from the windward side at a distance of 100 300 m from the wire mesh, the potential difference between the atmospheric layers and the earth’s surface is measured values of the heights of movement of the conductor grid, and then fix the grid at a height corresponding to the maximum potential difference, at a change in the direction and speed of the wind, as well as air humidity, the height adjustment of the conductive wire of the conductor relative to the corona wire mesh is repeated.
Заземленный проводник, в предложенном техническом решении размещаемый над поверхностью коронирующих проводов, обращенной в противоположную от земли сторону, служит для создания электрического потенциала, равного местному потенциалу земли за счет того, что в пространстве, занимаемом этим проводником, перестают наблюдаться какие-либо проявления напряженности электрического поля ввиду перетекания зарядов от проводника в землю, и разность потенциалов между ними будет равна нулю, то есть, другими словами, заземленный проводник обладает электрическим потенциалом, соответствующим местному потенциалу земли. The grounded conductor, in the proposed technical solution, placed above the surface of the corona wires facing opposite to the earth, serves to create an electric potential equal to the local potential of the earth due to the fact that any manifestations of electric tension cease to be observed in the space occupied by this conductor field due to the flow of charges from the conductor to the ground, and the potential difference between them will be zero, that is, in other words, a grounded conductor has e electrical potential corresponding to the local potential of the earth.
В то же самое время изолированность коронирующих проводов по отношению к Земле приводит к проявлению одинаковой разности потенциалов между проводами и Землей, а также проводами и заземленным проводником, в результате чего электрические заряженные частицы и образовавшиеся в окружающем ее пространстве ионы, в отличие от прототипа, распространяются к Земле и в сторону проводов более равномерно в количественном отношении. At the same time, the isolation of the corona wires with respect to the Earth leads to the manifestation of the same potential difference between the wires and the Earth, as well as the wires and the grounded conductor, as a result of which electric charged particles and ions formed in the surrounding space, unlike the prototype, propagate to the Earth and towards the wires more evenly in quantitative terms.
Таким образом, заземленный проводник в предложенном техническом решении по своим электрическим свойствам является имитатором части поверхности Земли. Электрически заряженные частицы распространяются в атмосфере в зоне установки в большем объеме атмосферы по сравнению с прототипом, а следовательно, и большее их количество может быть вынесено в окружающее пространство проходящими через коронирующие провода воздушными потоками, вследствие чего и увеличивается концентрация зарядов в местах воздействия на туманы или облака. Thus, the grounded conductor in the proposed technical solution for its electrical properties is a simulator of part of the Earth's surface. Electrically charged particles propagate in the atmosphere in the installation zone in a larger atmosphere compared to the prototype, and consequently, a larger number of them can be carried into the surrounding space by air streams passing through the corona wires, as a result of which the concentration of charges in places of exposure to fogs or the clouds.
Чем выше концентрация электрически заряженных частиц, тем существенней величина пространственного заряда, а следовательно, и напряженность поля в окружающем пространстве, прямо пропорционально влияющая при постоянном атмосферном давлении на подвижность частиц (см. например, Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. Справочник по элементарной физике. М. ГИФМЛ, 1976 г. стр.147). The higher the concentration of electrically charged particles, the more significant is the magnitude of the space charge, and therefore the field strength in the surrounding space, which directly proportionally affects the particle mobility at constant atmospheric pressure (see, for example, N.I. Koshkin, M.G. Shirkevich. Handbook of elementary physics. M. GIFL, 1976 p. 147).
Как средство повышения концентрации электрически заряженных частиц в заявленном способе в качестве проводов используются электропроводные сетки, способные сосредоточить в единице объема атмосферы вследствие расположения проводов, не по линии, как в прототипе, а по площади, значительно больше количество частиц, способствуя тем самым выполнению поставленной цели. Расстояние между коронирующими проводами в сетке выбирается из условия максимального количества генерируемого коронирующими проводами заряда с единицы площади с учетом взаимного влияния полей коронирующих проводов друг на друга. В первом приближении значение величины этого расстояния равно зазору между коронирующими проводами и поверхностью Земли. As a means of increasing the concentration of electrically charged particles in the inventive method, electrically conductive grids are used as wires, able to concentrate in a unit volume of the atmosphere due to the location of the wires, not in a line, as in the prototype, but in an area much larger than the number of particles, thereby contributing to the achievement of the goal . The distance between the corona wires in the grid is selected from the condition of the maximum amount of charge generated by the corona wires per unit area, taking into account the mutual influence of the fields of the corona wires on each other. In a first approximation, the value of this distance is equal to the gap between the corona wires and the Earth's surface.
Появляется также возможность распределить отдельно взятые сетки относительно контролируемой зоны с учетом местного рельефа местности и с таким расчетом, чтобы установка не препятствовала эксплуатации защищаемых объектов, но в то же время обеспечивалось повышение концентрации в атмосфере электрически заряженных частиц. It also becomes possible to distribute separately taken grids relative to the controlled area, taking into account the local topography and so that the installation does not interfere with the operation of the protected objects, but at the same time an increase in the concentration of electrically charged particles in the atmosphere is ensured.
Реализация предложенного способа по совокупности содержащихся в первом пункте формулы изобретения существенных признаков достаточно проста. Сетки проводов и проводника параллельно поверхности Земли устанавливают с зазором друг относительно друга в требуемом месте на столбах, изолируя первую из них от поверхности Земли, например, также, как и коронирующие провода при использовании способа по прототипу, и заземляя вторую. The implementation of the proposed method on the totality of the essential features contained in the first paragraph of the claims is quite simple. The grid of wires and conductor parallel to the Earth’s surface is installed with a gap relative to each other in the required place on the posts, isolating the first of them from the Earth’s surface, for example, as well as corona wires when using the prototype method, and grounding the second.
Высота расположения сеток над Землей ограничивается высотой столбов, выпускаемых промышленностью, причем использование более высоких столбов предпочтительнее. Сетку коронирующих проводов подсоединяют к источнику постоянного тока, а сетку заземленных проводников с помощью электропроводных материалов соединяют с заземленным контуром. В качестве рекомендации расстояние между сетками выбирается согласно методу зеркальных изображений равным расстоянию от сетки проводов до поверхности Земли (см. например, Э.Г. Калашников. Электричество. М. ГИФМЛ, 1977 г. стр.66-67). Для повышения интенсивности генерируемого заряда по высоте столбов может быть установлено несколько рядов чередующихся друг за другом сеток коронирующих проводов и заземленных проводников. Конкретные конструктивные параметры установки определяются из условия равенства генерируемого коронирующими проводами и выносимого естественными или искусственными воздушными потоками электрического заряда из зоны установки в зону воздействия на туманы или облака. The height of the grid above the Earth is limited by the height of the columns manufactured by industry, and the use of higher columns is preferable. The grid of corona wires is connected to a direct current source, and the grid of grounded conductors is connected with the grounded circuit using electrically conductive materials. As a recommendation, the distance between the grids is selected according to the method of mirror images equal to the distance from the grid of wires to the surface of the Earth (see, for example, EG Kalashnikov. Electricity. M. GIFFL, 1977, pp. 66-67). To increase the intensity of the generated charge along the height of the posts, several rows of alternating networks of corona wires and grounded conductors can be installed. The specific design parameters of the installation are determined from the condition of equality of the electric charge generated by the corona wires and carried by natural or artificial air currents from the installation zone to the zone of influence on fogs or clouds.
Как было показано выше, потенциал заземленной сетки равен местному потенциалу Земли, и при коронировании сетки проводов после подачи на нее постоянного тока под напряжением, соответствующим напряжению зажигания коронного заряда, генерируемые электрические частицы, в отличие от прототипа, более равномерно распределятся в пространстве часть из них будет направляться в сторону поверхности Земли, а другая в противоположную сторону, несомненно большая, чем в прототипе, но, возможно, меньшая, чем указанная, расширяя тем самым область формирования объемного заряда в атмосфере и способствуя увеличению напряженности поля этого заряда, за счет чего и достигается поставленная цель. Вследствие того что величина тока коронного разряда практически обратно пропорциональна квадрату расстояния между коронирующими проводами и Землей, плотность электрически заряженных частиц в устройстве, реализуемом по предлагаемому способу, как минимум в четыре раза выше, чем по известному при одинаковой высоте столбов, подаваемому напряжению и длине коронирующего провода. As shown above, the potential of the grounded grid is equal to the local potential of the Earth, and when coronating the grid of wires after applying a constant current to it under a voltage corresponding to the ignition voltage of the corona charge, the generated electrical particles, unlike the prototype, are more evenly distributed in space, some of them will be directed toward the surface of the Earth, and the other in the opposite direction, undoubtedly larger than in the prototype, but possibly smaller than the specified, thereby expanding the area of formation anija space charge in the atmosphere and contributing to an increase in the field intensity of the charge, due to which the goal is achieved. Due to the fact that the magnitude of the corona discharge current is almost inversely proportional to the square of the distance between the corona wires and the Earth, the density of electrically charged particles in the device implemented by the proposed method is at least four times higher than that known for the same column height, supplied voltage and the length of the corona wires.
Учитывая то обстоятельство, что в силу сложности происходящих процессов, неоднородности возникающего электрического поля для конкретного устройства с определенными геометрическими размерами и с учетом изменяющихся параметров атмосферы, невозможно однозначно определить расстояние между сетками, обеспечивающее режим, который соответствовал бы максимально возможному выносу в обслуживаемую зону электрически заряженных частиц, предлагается производить регулирование расстояние между сетками от его первоначального положения как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения этого расстояния в процессе генерации сеткой проводов электрически заряженных частиц с учетом ветра, сносящего частицы по своему направлению. Given the fact that, due to the complexity of the processes taking place, the heterogeneity of the arising electric field for a particular device with certain geometric dimensions and taking into account the changing atmospheric parameters, it is impossible to unambiguously determine the distance between the grids, providing a mode that would correspond to the maximum possible removal of electrically charged particles, it is proposed to regulate the distance between the grids from its original position as a hundred increase and decrease this distance in the process of generating a network of wires of electrically charged particles, taking into account the wind blowing the particles in their direction.
Для усиления получаемого результата изобретения, охарактеризованного в первом пункте его формулы, в процессе генерации электрически заряженных частиц устанавливают направление ветра. To enhance the obtained result of the invention described in the first paragraph of its formula, in the process of generating electrically charged particles, the wind direction is established.
После этого осуществляют возвратно-поступательное перемещение электропроводной сетки проводника в вертикальной плоскости по отношению к неподвижной сетке коронирующих проводов и одновременно с наветренной стороны на расстоянии 100 300 м от сеток производят замер разности потенциалов между слоями атмосферы и поверхностью Земли по значениям высот перемещения электропроводной сетки проводника. After that, the reciprocating movement of the conductive wire mesh in the vertical plane with respect to the fixed wire of the corona wires is carried out and at the same time from the windward side at a distance of 100 300 m from the wire mesh, the potential difference between the atmosphere layers and the Earth's surface is measured by the values of the heights of the wire movement of the wire.
В этом частном техническом решении по заявленной совокупности существенных признаков, включенных в формулу изобретения, учитывается реальность происходящих явлений в окружающем сетки пространстве атмосферы, что и позволяет усилить конечный результат по повышению эффективности на туман или облака в любых условиях применения способа при конкретных параметрах устройства, используемого для его реализации. In this particular technical solution, according to the claimed combination of essential features included in the claims, the reality of the occurring phenomena in the atmosphere surrounding the grid is taken into account, which makes it possible to strengthen the final result of increasing the efficiency for fog or clouds in any application conditions of the method with specific parameters of the device used for its implementation.
Расстояние от сеток, на котором замеряют разность потенциалов электрического поля, образуемого с учетом генерируемых электрически заряженных частиц, практически неограниченно, но наиболее целесообразно это осуществлять на расстоянии не менее 100 300 м от сеток для того, чтобы уменьшить составляющую электрического поля, приходящуюся на собственный заряд сетки проводов без наличия коронного заряда, то есть обеспечить замер с большей точностью. The distance from the grids at which the potential difference of the electric field is measured, taking into account the generated electrically charged particles, is almost unlimited, but it is most advisable to do this at a distance of not less than 100 300 m from the grids in order to reduce the component of the electric field attributable to its own charge wire mesh without the presence of a corona charge, that is, to ensure measurement with greater accuracy.
Разность потенциалов между пространственным зарядом, инициируемым в атмосфере электрически заряженными частицами и проводами сетки, и поверхностью Земли можно замерить на уровне сетки проводника по значениям высот ее перемещения посредством подъемного портативного зонда, соединенного с электрометром, устанавливаемым на автомобиле, из которого производится управление зондом на высоте его расположения относительно сетки. Разность потенциалов характеризует электрическое поле так же полно, как и напряженность, и ее легче измерить, чем напряженность поля (см. например, Элементарный учебник физики. Том 2. М. ГИФМЛ, 1985 г. стр.56 123). The potential difference between the space charge initiated in the atmosphere by electrically charged particles and wires of the grid and the Earth's surface can be measured at the level of the conductor’s grid by the values of the heights of its movement by means of a portable lifting probe connected to an electrometer installed on a car from which the probe is controlled at a height its location relative to the grid. The potential difference characterizes the electric field as fully as the intensity, and it is easier to measure than the field strength (see, for example, Elementary Physics Textbook. Volume 2. M. GIFF, 1985 p. 56 123).
На этом же автомобиле монтируется флюгер, для того чтобы определение разности потенциалов произвести с наветренной стороны. A weather vane is mounted on the same car in order to determine the potential difference from the windward side.
Перемещение сетки в вертикальной плоскости обеспечивается путем монтажа на столбах поршневых гидроцилиндров (см. например, Е.И. Абралов. Элементы гидропровода. Киев, Техника, 1977 г. стр.293-299), среди которых имеются конструкции с поршнем, способным занимать фиксированные положения (см. например, Япония, заявка N 59-159405, кл. F 15 B 15/24, F 15 B 15/14, опубл. 10.09.1984), а также телескопические с увеличенным ходом поршня (см. например, Польская Народная Республика, патент N 123516, кл. F 15 B 15/16, опубл. 28.02.1985). Moving the grid in the vertical plane is ensured by mounting on the posts of piston hydraulic cylinders (see, for example, EI Abralov. Elements of a hydraulic pipe. Kiev, Technika, 1977, pp. 293-299), among which there are designs with a piston that can occupy fixed provisions (see, for example, Japan, application N 59-159405, class F 15 B 15/24, F 15 B 15/14, publ. 09/10/1984), as well as telescopic with increased piston stroke (see, for example, Polish People's Republic, patent N 123516, class F 15 B 15/16, publ. 02.28.1985).
В случае изменения направления и скорости ветра, а также влажности воздуха операции по рассмотренному частному решению повторяют. In case of changes in the direction and speed of the wind, as well as air humidity, the operations according to the particular solution considered are repeated.
Вполне целесообразным является и непрерывное изменение расстояния между сетками в режиме автоматического регулирования путем постоянного отслеживания максимальной разности потенциалов. Правда, в этом случае, реализация способа усложняется введением регулирования положения сетки проводника в зависимости от замеренной разности потенциалов (см. например, И. П. Норенков. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М. Высшая школа, 1980 г. 384 с.). It is also advisable to continuously change the distance between the grids in the automatic control mode by constantly monitoring the maximum potential difference. True, in this case, the implementation of the method is complicated by the introduction of regulation of the position of the conductor grid depending on the measured potential difference (see, for example, IP Norenkov. Introduction to computer-aided design of technical devices and systems. M. Higher School, 1980, 384 p. .).
Исходя из вышеизложенного можно сделать заключение о том, что выявленные сравнительно с прототипом существенные признаки, в совокупности с известными, позволяют простыми средствами, не требующими больших экономических затрат, повысить эффективность способа рассеивания туманов и облаков путем увеличения количества электрически заряженных частиц, участвующих в формировании пространственного заряда в атмосфере. Based on the foregoing, we can conclude that the significant features identified in comparison with the prototype, together with the known ones, allow simple means that do not require large economic costs to increase the efficiency of the method of dispersing fogs and clouds by increasing the number of electrically charged particles involved in the formation of spatial charge in the atmosphere.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96112354A RU2101922C1 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Method for dissipation of fog and clouds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96112354A RU2101922C1 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Method for dissipation of fog and clouds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2101922C1 true RU2101922C1 (en) | 1998-01-20 |
| RU96112354A RU96112354A (en) | 1998-09-20 |
Family
ID=20182114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96112354A RU2101922C1 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Method for dissipation of fog and clouds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2101922C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172101C2 (en) * | 1999-09-08 | 2001-08-20 | Компания "СЕМИОЛА С.А. ДЕ С.В." | Device for influence on electrical condition of clouds |
| RU2360068C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Device to have impact on atmosphere |
| RU2414117C1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Apparatus for electrophysical influence on atmosphere |
| RU2485763C1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-06-27 | Алексей Алексеевич Палей | Device for electrophysical effect on atmosphere |
-
1996
- 1996-06-17 RU RU96112354A patent/RU2101922C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Журнал геофизических исследований. - Артур Д.Литл.Инк., Кембридж, Массачусетс, т. 67, N 3, март 1962, с.1073 - 1082. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172101C2 (en) * | 1999-09-08 | 2001-08-20 | Компания "СЕМИОЛА С.А. ДЕ С.В." | Device for influence on electrical condition of clouds |
| RU2360068C1 (en) * | 2007-12-18 | 2009-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Device to have impact on atmosphere |
| RU2414117C1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Apparatus for electrophysical influence on atmosphere |
| RU2485763C1 (en) * | 2012-02-09 | 2013-06-27 | Алексей Алексеевич Палей | Device for electrophysical effect on atmosphere |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2008339155B2 (en) | Use of an electric field for the removal of droplets in a gaseous fluid | |
| US8988847B2 (en) | Method and apparatus for local modification of atmosphere | |
| US20110174892A1 (en) | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere | |
| RU2124288C1 (en) | Fog and clouds dissipating apparatus | |
| RU2414117C1 (en) | Apparatus for electrophysical influence on atmosphere | |
| RU2422584C1 (en) | Method of fog dissipation | |
| RU2101922C1 (en) | Method for dissipation of fog and clouds | |
| EP1010810A1 (en) | Mist clearing method and equipment | |
| RU2488266C2 (en) | Method and device for electrophysical effect at atmosphere | |
| RU2681227C1 (en) | Device for fog dissipation | |
| RU2734550C1 (en) | Method for mist dispersion and device for its implementation | |
| RU2098943C1 (en) | Device for affecting atmospheric phenomena | |
| RU2060639C1 (en) | Apparatus for generating space charge in atmosphere | |
| RU2661765C1 (en) | Method of mist diffusion and device for its implementation | |
| RU2124287C1 (en) | Fog and cloud dissipating apparatus | |
| RU2360068C1 (en) | Device to have impact on atmosphere | |
| RU2108026C1 (en) | Fog and cloud dissipation apparatus | |
| RU2272096C1 (en) | Method for fog dispersion | |
| RU2034315C1 (en) | Equipment to form space charge in atmosphere | |
| EP3932564B1 (en) | Apparatus for precipitation of atmospheric water | |
| RU2245026C2 (en) | Fog and cloud dissipation method | |
| RU2595015C1 (en) | Method of influence on atmosphere | |
| RU2616358C1 (en) | Fog dissipator | |
| RU2154371C2 (en) | Method for changing weather conditions within predetermined space and system for evaluating degrees of changing atmospheric circulation within space | |
| RU2771179C1 (en) | Fog dispersion device |