Механический метод получения пересыщенного воздуха

Применяемые до настоящего времени методы увлажнения холодильных камер водой, распиливаемой механическими и пневматическими форсунками, не обеспечивают получения капель нужного размера, а система увлажнения несовершенна. С учетом этого были проанализированы современные способы диспергирования воды, из которых был предпочтен ультразвуковой. По литературным источникам, ультразвуковые распылители обеспечивают весьма тонкое распыление воды на фракции размером до 2 мкм, не замерзающие при температуре ниже −30°С. При этом получение капель не связано с высоким давлением воды или сжатого воздуха или с разогревом системы после ее остановки.

Способность воды оставаться в жидком состоянии, не кристаллизуясь, зависит от целого ряда факторов, в том числе и от таких, которые не поддаются точной оценке, как, например, загрязненность воды солями и наличие механических ядер кристаллизации.

Многочисленные эксперименты показывают, что вначале при относительно небольших отрицательных температурах (-10…-15°С) капли устойчиво сохраняются в жидком виде и не замерзают. Затем начинают замерзать наиболее крупные капли, но кристаллизация идет не интенсивно, и большинство капель остаются незамерзшими. Так, при температурах выше −36С была отмечена, кристаллизация только 20% достаточно крупных капель диаметром 20…50 мкм.

При существующих методах и способах контроля определить температуру капли в воздушном потоке непосредственными измерениями не представляется возможным. Поэтому ее находят расчетным путем в зависимости от известной температуры образующейся капли.

Распыление воды на наконечнике магнитостриктором в потоке холодного (до −30°С) воздуха обычно производят при относительно высокой (до 50°С) температуре воды. Попадая в поток, капля начинает охлаждаться, но, чтобы она достигла требуемой температуры, обычно равной или близкой температуре воздуха, необходимо некоторое время. Охлаждение капли в потоке происходит, с одной стороны, в результате конвективной теплоотдачи в поток, а с другой стороны, испарения воды. Это продолжается до тех пор, пока температура капли не станет несколько меньше температуры окружающего воздуха и тогда конвективная теплоотдача будет идти от потока воздуха к капле и уравновесит потери теплоты от испарения.