ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА УДЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД НА ЧАСТИЦАХ РЕАГЕНТА, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ВОЗГОНКЕ ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СОСТАВОВ

Введение. До настоящего времени, несмотря на то, что реагенты давно используются для управления облачными процессами, вопросы, связанные с влиянием электрического поля на их льдообразующие свойства изучены не в полной мере. Исследования, проведенные в этом направлении, показывают, что рост зародышевых частиц зависит от напряженности электрического поля, заряда кристаллизующего ядра и от реализации того или иного механизма роста [1]. Наличие в атмосфере электрического поля и заряда на частицах реагента может влиять на удельный выход льдообразующих ядер при проведении работ по активному воздействию на облачные системы. В связи с этим исследования, связанные с изучением влияния напряженности электрического поля на удельный заряд на частицах реагента, образующихся при возгонке пиротехнических составов, представляются актуальными и практически значимыми для определения дозировки реагентов при воздействии на облачные процессы. Материалы и методы исследования. В данной статье представлены результаты лабораторных экспериментов по апробированию аппаратуры и методики определения влияния напряженности электрического поля на удельный заряд на частицах реагента, образующихся при возгонке пиротехнических составов. Методика измерения заряженных частиц основана на использовании отклонения частиц реагента в электрическом поле плоского конденсатора. Предварительные результаты, полученные в ходе исследований, позволили установить, что при возгонке пиротехнических составов происходит заряжение частиц. В качестве рабочего материала для лабораторных исследований были рассмотрены пиротехнические составы, которые используются в противоградовгых изделиях (ПГИ) типа «Алазань-6» и «Алазань-9» [2, 3, 4]. Результаты исследования и их обсуждение. В статье представлены аппаратура, методика и предварительные результаты исследования влияния напряженности электрического поля на удельный заряд на частицах реагента, образующихся при возгонке пиротехнических составов. Лабораторные эксперименты были проведены на лабораторных установках ВГИ. Выводы. Проведенные эксперименты показали, что увеличение отрицательного удельного заряда на частицах реагента незначительно увеличивает удельный выход льдообразующих ядер (на 20%) из пиротехнического состава АД-1. При напряженности электрического поля 3,0 х 10⁵ В/м и удельного заряда на частицах реагента -8,4 х 10^-4 Кл/кг удельный выход льдообразующих ядер с пиротехнического состава АД-1 в 2,7 раза выше, чем без электрического поля.

напряженность электрического поля, активные воздействия, пиротехнический состав, реагент, льдообразующие частицы

1. Абшаев А. М., Абшаев М. Т. и др. Руководство по организации и проведению противоградовых работ. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). Нальчик, 2014. С. 315.

2. Хучунаев Б. М., Байсиев Х.-М. Х., Геккиева С. О., Будаев А. Х. Экспериментальные исследования льдообразующей эффективности пиротехнического состава АД-1 с добавками цинка // Труды ГГО. Вып. 597. 2020. С. 51-60.

3. Khuchunaev B. M., Baysiev Kh-M. Kh., Gekkieva S. O., Budaev A. Kh. Researches of ice-forming efficiency of products of sublimation of pyrotechnic compositions consisting of silver iodide Agl particles and Zinc Oxide. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 1083 012097

4. Хучунаев Б. М., Геккиева С. О., Будаев А. Х. Аппаратура, методика и предварительные результаты измерения удельного заряда на частицах реагента, образующихся при возгонке пиротехнических составов // Труды ГГО Вып 599, 2020. С. 128-139.

5. Никандров В.Я. Искусственные воздействия на облака и туманы. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. С. 271.

6. Закинян Р. Г. Кинетика роста льда на поверхностях предметов различных форм, помещенных в поток переохлажденного аэрозоля // Материалы V научно-технической конференции СК ГТУ, 2001. С. 20.

7. Wegener A. Thermodynamic der Atmosphere. Leipzig, 1911. P. 311.

8. Вопросы физики облаков Сборник избранных статей ГГО Астерион, СПб., 2008. С. 98-106.

9. Емельянов В. Н., Несмеянов П. А., Эрландц Н. Ю., Шакиров И. Н. Результаты разработки новых пиротехнических составов льдообразующего аэрозоля для средств активного воздействия на облака // Труды юбилейной конф , посвящ 40-летию начала производств работ по защите от града. Нальчик: Печатный двор, 2011. С. 259-260.

10. Vonnegut B. Experiments with silver-iodide smokes in the natural atmosphere. Bull. Amer. Meteor. Soc., 1950. Vol. 31.

11. Айсин Д. Р., Гальперин С. М., Козлов В. Н., Щукин Г.Г. Активные воздействия на облака и осадки в Санкт-Петербурге во время проведения саммита «Группы восьми» // Труды ГГО. Вып. 556. 2007. С. 215-229.

12. Bedritsky A. and Chernikov A. Cloud seeding to protect Moscow from rain on 9 May 1995 // WMO bulletin, 1996. Vol. 45. №1. Р. 60-64.

13. Синькевич А. А., Довгалюк Ю. А., Степаненко В. Д. Результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния коронного разряда на электризацию частиц и фазовые переходы воды в облаках (обзор работ ГГО). 50 лет отделу физики облаков ГГО // Сборник избранных статей ГГО Вопросы физики облаков Астерион, Санкт-Петербург. 2008. С. 316-334.

14. Balkarova S. B., Sozaeva L. T., Gekkieva S. O. The influence of the electric field on the crystallization of water droplets in the air flow.International Scientific Conference on Construction and Architecture: Theory and Practice for the Innovation Development 2019, CATPID 2019, Kislovodsk, 01-05 октября 2019. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 698 (2019) 044021. DOI: 10.1088/1757-899X/698/4/044021.

15. Шаповалов В. А. Численное моделирование формирования градин в облаках при естественном развитии и активном воздействии кристаллизующим реагентом // Наука Инновации Технологии №3 2018 C 227-239

16. Shapovalov V.A. , Shapovalov A.V., Sherieva M.A. Threedimensional mathematical model of a convective cloud with detailed account for the thermodynamic, microphysical and electric processes. 8th All-Russian Conference on Atmospheric Electricity Nalchik, 23-27 сентября 2019. J. of Phys. Conf. Ser. 8. «VIII All-Russian Conference on Atmospheric Electricity». 2020. 1604 (2020) 012013. DOI: 10.1088/1742-6596/1604/1/012013.

17. Першина Т.А., Шлыков В. В., Авраменко Р.Ф., Николаева В. И., Щукин Г.Г., Стасенко В. Н. Исследование влияния высоковольтного высокочастотного разряда на искусственный туман // Труды НИЦ ДЗА. Вып. 1 (546). 1997. С. 62-67.

18. Красногорская Н. В. Влияние электрических сил на коагуляцию частиц сравнимых размеров // ИАН СССР ФАО Т. 1. 1965. С. 339-345.

19. Barthe C., Chong M., Pinty J., Bovalo C., and Escobar J. CELLS v1. 0: Updated and Parallelized Version of an Electrical Scheme to Simulate Multiple Electrified Clouds and Flashes over Large Domains, Geoscientific Model Development, vol. 5, issue. 1. P. 167-184. 2012. DOI: 10. 5194/gmd-5-167- 2012

20. Benmoshe N., Pinsky M., Pokrovsky A. , Khain A. P. Turbulent Effects on Cloud Microstructure and Precipitation of Deep Convective Clouds as Seen from Simulations with a 2-D Spectral Microphysics Cloud Model, J. Geophys. Res., 117, D06220, 2012. DOI: 10.1029/2011JD016603.

21. Чалмерс Дж. А. Атмосферное электричество [Текст] / пер с англ.; под ред. [и с послесл.] д-ра физ. -мат. наук И. М. Имянитова. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1974. 421 с.

22. Хучунаев Б. М., Панаэтов В. П., Хучунаев А. Б. Исследование образования нанотрубок оксида цинка // Материалы Международного симпозиума, посвященного 20-летию создания ФГБУ науки Кабардино-Балкарского научного центра РАН, 2013. С. 61-63.

23. Хучунаев Б. М., Панаэтов В. П., Хучунаев А. Б. Аппаратура и методика лабораторного моделирования начальной стадии роста града // Известия высших учебных заведений Северо-Кавказский регион. 2010. № 4 (158). С. 64-67.