[實用新型]機載超音速氣流致冷核化裝置有效
| 申請號： | 201320602384.5 | 申請日： | 2013-09-27 |
| 公開（公告）號： | CN203467335U | 公開（公告）日： | 2014-03-12 |
| 發明（設計）人： | 李薇;張景紅;熊尚清;金德鎮;龐博 | 申請（專利權）人： | 李薇 |
| 主分類號： | A01G15/00 | 分類號： | A01G15/00 |
| 代理公司： | 長春市吉利專利事務所 22206 | 代理人： | 李曉莉 |
| 地址： | 130062 *** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 機載 超音速 氣流 致冷 化裝 | ||
技術領域
本實用新型屬于氣象設備領域，特別是涉及到一種人工影響天氣的機載超音速氣流致冷核化裝置。
背景技術
十九世紀四十年代利用干冰影響云霧實驗成功后，揭開了現代科學人工影響天氣的歷史。利用冰水轉化的貝吉龍過程，使用干冰等制冷物質影響云物理過程已為世人公認。但干冰等物質既不易保存，又易產生溫室氣體，對環境有所影響，因此云物理科技工作者一直在探索新的影響云霧過程的方法和技術。
根據空氣動力學理論和實驗證明，氣體以超音速運動時會產生激波和膨脹波，在膨脹波中氣體猛烈膨脹，有的部位甚至可接近真空，膨脹波能使氣體劇烈絕熱降溫，從而產生冰胚和冰晶，這就是超音速氣流（馬赫數M>1）的致冷核化效應。設氣流經膨脹波時的溫度為T，其與超音速氣流的馬赫數M的關系為：
T=T0/(1+0.2M2)，T0為總溫（或稱滯止溫度）
當T0=273k，M=1時T=-45℃，（低于水氣同質核化溫度-41℃）
M=2時T=-120℃，M=3時T=-176℃
當馬赫數M>1時，超音速氣流在-1℃～-17℃的過冷云霧中產生大量冰晶，在-8℃時每升空氣產生的冰晶為1011～1012量級。
超音速氣流發生器的設計
要使常溫空氣致冷核化，首先要使空氣加速成馬赫數M≥1的超音速氣流，根據經典空氣動力學原理，要將亞音速氣流加速到音速、超音速，必須采用拉瓦爾管。對亞音速（馬赫數M<1）的氣流，其在管道中的速度是隨管徑變小而變大，但對超音速氣流則相反。因此亞音速氣流達到音速后，要進一步提高速度，就要使管徑逐漸變大即成擴張管。擴張管結構與超音速氣流的性質有如下關系：
其中Ae：擴張管出口橫截面積
At：擴張管進口橫截面積，即喉管橫截面積
M：超音速氣流馬赫數
γ：氣體的定容定壓比熱比。
同時超音速氣流馬赫數M與擴張管進口壓力P0和出口壓力Pe之比：KP=P0/Pe還應符合以下關系：
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