WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 25 |

«Акустические дожди. Физматкнига Москва, 2010 1 УДК 551.583 ББК 22.161 Т 82 Тулайкова Т.В. Мищенко А.В., Амирова С.Р. Акустические дожди – Москва, Физматкнига, 2010 г. – ...»

-- [ Страница 1 ] --

Тулайкова Т.В., Мищенко А.В., Амирова С.Р.

Акустические дожди.

Физматкнига

Москва, 2010

1

УДК 551.583

ББК 22.161

Т 82

Тулайкова Т.В. Мищенко А.В., Амирова С.Р.

Акустические дожди –

Москва, Физматкнига, 2010 г. – 160с.

ISBN.589155193

Рецензент – доктор технических наук, Профессор Гринченко С. Н., главный

научный сотрудник ИПИ РАН.

Избыточное количество парниковых газов в земной атмосфере препятствует естественному охлаждению Земли, как это было в природе сотни и тысячи лет назад. Поэтому, наряду с усилиями по ограничению выбросов парниковых газов в атмосферу, мы предлагаем стимулировать разработку большего числа технических методов и новых технологий, направленных на очистку воздуха и, главным образом, свободной атмосферы от уже накопившихся в ней парниковых газов. Эта задача весьма своевременная, актуальная и сложнейшая. Дожди эффективно очищают атмосферу от ряда техногенных примесей, частично растворяют углекислый газ, уменьшают излишнюю облачность.

В этой книге проводится анализ метода акустической коагуляции аэрозолей для его применения непосредственно в облаках с целью интенсификации осадков. Проводится анализ оптимальных режимов воздействия на облачные капли, конструкций акустических сирен.

Приводятся литературные данные о частичном растворении СО2 и других газов-загрязнителей в осадках. Приведена библиография и обзор прежних работ по акустической коагуляции аэрозолей.

ISBN. Издательство «Физматкнига», Оглавление стр.

Глава 1. Цели, преимущества метода, история вопроса Достоинства акустического метода История вопроса и современные работы в разных странах мира Климатические изменения Глава 2. Вымывание части парниковых газов осадками Растворимость СО2 в водах океана Удаление примесей дождем Глава 3. Облака и их основные для акустического воздействия характеристики Классификация облаков Формирование спектра капель в естественном облаке Формулы спектров облачных капель Искусственный дождь в виде оптимизированных капель, выброшенных из самолета с оптимальной высоты Особенности фазовых переходов падающей в атмосфере капли Режим охлаждения атмосферы при полном испарении падающих капель Уравнение Смолуховского Воздействия гигроскопическими или льдообразующими частицами на облака для интенсификации осадков Глава 4. Математические модели формирования облаков и осадков Одномерная модель Модель развития облака над пожаром Глава 5. Модели воздействия акустической волны на Облачные капли Низкочастотная и низкоинтенсивная вибрация капель Модель увлечения мелких капель потоком воздуха Дрейф капель под действием высокой акустической мощности Схема взаимодействия аэрозольных частиц в звуковом поле [8] Изменение в процессе конденсации при акустическом Оценки пробега вибрирующих капель в совокупности с концентрацией, необходимой для столкновения Глава 6. Оптимальные акустические источники для Конструкция мощной сирены на низкие частоты излучения Поглощение звука во влажной атмосфере. Прохождение Глава 7. Эксперименты по акустической коагуляции Глава 8. Краткое содержание на английском языке I. Цели, преимущества метода, история вопроса.

Актуальными проблемами сегодня являются загрязнения атмосферы, парниковый эффект и обусловленные этим климатические изменения. Избыточное количество парниковых газов (СО2, пары воды и др.) в земной атмосфере препятствует естественному охлаждению Земли, как это было в природе сотни и тысячи лет назад [1]. В настоящее время выбросы парниковых газов в атмосферу регулируются политическими соглашениями, однако это не решает проблему накопления загрязнений, а лишь незначительно замедляет ее развитие. Поэтому, стимулировать разработку большего числа технических методов и технологий, направленных на очистку воздуха и, главным образом, свободной атмосферы от уже накопившихся в ней парниковых газов - задача весьма своевременная, актуальная и сложнейшая. Известно, что многие газы и аэрозольные частицы растворяются в воде [2], поэтому интенсификация осадков из естественных облаков может служить прекрасным методом удаления техногенных загрязняющих примесей из атмосферы [3-5]. К методам интенсификации осадков можно отнести активные воздействия на конвективные облака гигроскопическими или льдообразующими веществами, которые ускоряют конденсацию и увеличивают осадки [6-7]. Небольшое облако несет в себе тысячи тонн испаренной влаги, в виде естественного дождя обычно выпадает не более 20 30% от этого количества. Водность облаков, то есть общее содержание влаги, обычно составляет величины w 0.2 2.0 г/м3, характерные размеры облака составляют несколько километров в высоту и диаметр, нетрудно оценить, что такое облако несет в себе сотни тысяч тонн воды в виде мелких капель и пара. Дождь охлаждает и очищает атмосферу, например, над большим мегаполисом, что подтверждают расчеты, опыт, и большое число метеорологических измерений. Поэтому, дальнейшие усилия в разработке новых методов активных воздействий на облака или модификация уже известных методов – весьма целесообразны сейчас для решения задач по уменьшению количества парниковых газов в атмосфере вблизи мегаполисов. Искусственные дожди требуются в сельском хозяйстве для полива растений, при тушении лесных пожаров, и наконец, для решения новейших и сложнейших задач коррекции климата посредством очистки свободной атмосферы от техногенных примесей и ее локального охлаждения одновременно, например, над большим мегаполисом в жаркий день.



Метод акустической коагуляции аэрозолей [8] активно исследовался в 1930-1960 годах и применялся ранее в основном для промышленной очистки и осаждения аэрозолей, а также для рассеивания туманов на аэродромах. Были предприняты очень редкие, но удачные попытки получения дождя акустическим воздействием на облака с земли [9]. Но с появлением и развитием электро - фильтрационных методов очистки промышленных газообразных отходов, методы акустического осаждения аэрозолей были незаслуженно забыты, видимо из-за значительного заводского шума при работе таких установок. С другой стороны, развитие химических способов воздействия на облака с целью получения дождя стало преобладающим в этой области задач.

Достоинства акустического метода В настоящее время, ввиду развития возможностей современной авиации, акустическое воздействие на облака кажется более практичным и легко осуществимым методом, поскольку есть возможности поместить источники звука непосредственно в облака с помощью вертолетов, аэростатов, или парашютов. При расположении акустического источника непосредственно в облаках на некоторое расчетное оптимальное время, его работа будет существенно более эффективной, а также уровень мощности звука и, соответственно, габариты звукового генератора можно будет понизить по сравнению с наземными экспериментами прежних лет.

Движение капель в облаках, приводящее к их укрупнению, обеспечивается в реальных условиях атмосферы за счет ветра и турбулентных потоков воздуха со скоростью до 10 – 20 м/сек. Однако, акустическая волна, скорость которой на порядок больше (340 м/сек) обеспечит одновременно вибрацию облачных капель внутри движущейся воздушной массы. Скорость обусловленных акустикой процессов будет на более чем на порядок превосходить скорость естественных движений капель в атмосфере.

Размер капель естественного облака обычно слишком мал, чтобы сила тяжести могла привести к их падению (седиментации), однако при определенных условиях в атмосфере облако развивается и становится дождевым, и тогда капли растут в размерах и выпадают в виде дождя или снега. Совместное воздействие акустического и гигроскопического методов не рассматривалось ранее, хотя оно представляется весьма перспективным.

Целесообразность совместного воздействия заключается в том, что гигроскопическая частица сорбирует воду из окружающей ее области, обеспечивая укрупнение капель только до промежуточного размера ( 1 - мкм). Акустическое воздействие наиболее эффективно как раз для капель крупных размеров (5 – 50 мкм) и придаст им недостающее движение в форме вибрации, Капли укрупнятся за счет столкновений до таких размеров (r 0. мм), которые обеспечивают их дальнейшую седиментацию под действием силы тяжести. Таким образом, создаются условия для быстрой коагуляции в облаке и последующего гравитационного осаждения капель в виде дождя. В данной монографии предлагаются новые идеи и методы активных воздействий на облака посредством акустического воздействия, подкрепленные расчетами, а также дается обзор работ в этой области.

Тщательное изучение литературы по акустическому воздействию на аэрозоли, дымы и туманы, позволило выделить ряд недостатков этих прежних работ. Во-первых, подавляющее большинство работ по акустической коагуляции аэрозолей выполнялось для промышленных аэрозолей (дым, и тд.), которые, по сравнению в облачными водными каплями, существенно мельче (менее 1 мкм) и имеют совершенно другую химию взаимодействия при сближении частиц. Отметим отсутствие полной теории, привязанной к проведению конкретного эксперимента. Как правило, теорию и эксперимент осуществляли различные группы исследователей, никак не связанные друг с другом. Большинство экспериментов, особенно натурные, выполнялись ни с целью проверки каких-либо теоретических предпосылок, а сами по себе, с целью разогнать туман на аэродроме. Часто экспериментаторы указывали эмпирически найденные режимы воздействия акустического поля на один или другой аэрозоль.

Другим недостатком прежних работ является то, что никогда раньше не проводилось изучение целенаправленного совместного воздействия гигроскопических частиц и акустического озвучивания на среду пересыщенного водяного пара; нет теории, даже грубо объединяющей эти два типа воздействия. Наконец, никогда источники звука не поднимали непосредственно в облака при проведении экспериментальных работ.

История воздействий на облака и современные работы в разных странах мира Винсент Шефер (1906-1993) обнаружил принцип засева гигроскопическими частицами облаков в июле 1946 года. Дальнейшее развитие эти идеи получили в исследованиях переохлажденных облаков, выполненных совместно с Нобелевским лауреатом Ирвином Лэнгмюром, который исследовал различные реагенты для стимулирования роста ледяных кристаллов; реагентами служили соли, почвы, пыль, различные боевые отравляющие вещества и др. Однажды случайно, в лабораторных экспериментах, с целью понижения температуры в камеру добавили сухой лед. Шеффер, проводившего эксперимент, заметил, что туман от его дыхания моментально превращался в миллионы крошечных ледяных кристаллов, и таким образом был обнаружен метод гомогенной конденсации переохлажденной воды при -400С, а сухой лед и сегодня является одним из основных и наиболее эффективных реагентов в работах по активным воздействиям на облака. Доктор Бернард Воннегут нашел также другой распространенный ныне реагент – иодид серебра (ArJ), имеющий аналогичную естественному льду кристаллическую решетку, и потому хорошо стимулирующий кристаллизацию переохлажденных капель воды.

Оба метода были приняты для использования, и 13 ноября 1946 года был проведен первый натурный эксперимент по засеву облаков реагентами вблизи Нью-Йорка; после того как шесть фунтов сухого льда было выброшено в облако, эксперимент привел к выпадению снега в восточном Массачусетсе.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 25 |
 



Похожие работы:

«Шалпыков К.Т. Бейшенбеков М.А. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УХОДУ ЗА СМОРОДИНОЙ В ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВАХ Бишкек – 2010 2 В данной публикации изложены результаты Регионального проекта In situ/On farm сохранение и использование агробиоразнообразия (плодовые культуры и их дикие сородичи) в Центральной Азии. Проект осуществляется в пяти странах – Казахстан, Кыргызстан, Таджикистан, Туркменистан, Узбекистан и координируется Bioversity International при финансовой поддержке Глобального Экологического Фонда (GEF) и...»

«Б.В. Бровар, З.В. Рубцова, Т.А. Тутова, А.Б. Щербакова О жизни и деятельности М.И. Юркиной и В.Ф. Еремеева Премия имени Ф.Н. Красовского присуждена за Цикл работ по развитию теоретических обоснований решений фундаментальных задач геодезии, выполненный доктором технических наук М.И. Юркиной в период с 1955 года по 2003 год совместно с кандидатом технических наук В.Ф. Еремеевым, работавшим в ЦНИИГАиК с 1937 г. по 1972 г. В цикле содержится теоретическое обоснование возможности достижения высокой...»

«ДОБРУСКИН Марк Евсеевич - доктор философских наук, профессор, научный руководитель социологической лаборатории высшего образования Харьковского государственного технического университета радиоэлектроники. Декларативной основой всей деятельности высших учебных заведений, стержнем мышления и научного познания, связывающего обучение и воспитание студентов, выступает научное мировоззрение. В советские годы оно занимало ведущее место в обучении и воспитании учащейся молодежи. При сегодняшней...»

«Технический комитет Глобального водного партнерства Центральной Азии и Кавказа (ТК ГВП ЦАК) Редакция газеты “Класс!” Республиканский конкурс на страницах газеты “Класс!” Драгоценная капелька воды Дети о воде Материалы, присланные на конкурс 2 3 ОХЛАДИСЬ ЛЕТОМ! Внимание, конкурс! Жарко. Освежись! На “Класс!” подпишись! И участвуй в новом конкурсе, который, как прохладный душ для горячих голов. Да потому что связан с водой и называется “Драгоценная капелька воды”. Внимание! Конкурс проводят...»

«Ноосфера В. Вернадского: утопия или реальная перспектива? Термин ноосфера, еще двадцать лет тому назад известный лишь узкому кругу специалистов, за последнее время стал широко распространенным и даже модным. Его признание началось после 1972 года, когда в Стокгольме по инициативе ООН была проведена Первая международная конференция по оценке состояния окружающей человека природной среды. Участники конференции пришли к выводу, что состояние это стало угрожающим для развития и даже для дальнейшего...»

«У Ч Е Б Н О -М Е Т О Д И Ч Е С К И Й КОМПЛЕКС по дисциплине Б.2.В.ДВ.2 Сельскохозяйственная экология (индекс и наименование дисциплины) Код и направление 111100.62 Зоотехния подготовки Профиль Технология производства продуктов животноводства подготовки Квалификация Бакалавр (степень) выпускника Факультет Зоотехнологии и менеджмента Ведущий Баюров Л.И. преподаватель Кафедра-разработчик Физиологии и кормления с.-х. животных Краснодар, 2013 СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА 3 1. Цели и задачи...»

«1 СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ИНИШЕВОЙ Л.И. Инишева Л.И. Влияние окислительно-восстановительного потенциала, температуры, влажности почвы на 1. подвижность марганца в пойменных почвах р.Томи. //Тезисы докладов IV Сибирской региональной, конференции “Микроэлементы в биосфере и применение их в сельском хозяйстве и медицине Сибири и Дальнего Востока”, Улан-Удэ, 1972, С.27-28. Инишева Л.И., Танзыбаев М.Г., Юхлин В.И. Пойменные почвы южной зоны Томской области как объект 2. мелиорации. // В кн.:...»

«ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ КАЖДОМУ О БИБЛИОТЕКЕ Москва 1977 Издательство „Книга1 ПАВЛОДАР УЖШЕРСИТЕТ1Н1Н KITAHX/h'ACbl БИБЛИОТЕКА пдвлодА ражэго унив№ ситета. Библиотека. Древнее и вечно живое обиталище че­ ловеческого разума. Неподвижные ряды книжных полок заклю чаю т в себе бесчисленные грани живого мира: не* примиримую борьбу идей, пытливый научный поиск, на­ слаждение прекрасным, получение знаний, развлечение и так далее — до бесконечности. Вся жизнь вселенной сосредоточена в этом магическом...»

«В книге приводятся сведения о природных богатствах Томской области, которые ставятся на службу народного хозяйства. Знание природных ресурсов и природных условий необходимо каждому специалисту сельского хозяйства и промышленности, партийному, советскому, комсомольскому работнику. Учителя могут использовать книгу в качестве учебного пособия по природоведению, географии, ботанике и зоологии. Читатель узнает много интересного о достопримечательностях местной природы, путях ее рационального...»

«Мякиньков Юрий Павлович ведущий разработчик ЛБВ Наукоград Фрязино 2009-2013 Для обороны страны и освоения космоса 2 УДК 621.37 ББК 47 Р38 Ровенский Г.В. Мякиньков Юрий Павлович - ведущий разработчик ЛБВ. Серия - Ученые наукограда. Фрязино, 2013. Представлена биография Юрия Павловича Мякинькова (1929-1997), к.т.н., лауреата Ленинской премии, разработчика ламп бегущей волны (ЛБВ) широкополосных усилителей СВЧ для военной аппаратуры и спутников связи. Выпускник Горьковского университета, сотрудник...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.