Изготовлена в 1999 году для проведения ОКР
Генератор тумана разработан для наглядного отображения вихревых и ламинарных течений воздуха или газа в различных аэродинамических и гидродинамических экспериментах. Туман служит в качестве пассивного индикатора потока: рассеиваясь в воздухе и перемещаясь вместе с потоком, он позволяет визуализировать структуру течения (вихри, границы перехода от ламинарного потока к турбулентному и т.д.).
Конструкция
– Основной элемент – ТЭН (трубчатый электронагреватель) U-образной формы, рассчитанный на напряжение 220 В. Он обеспечивает необходимую температуру для испарения жидкости.
– Нагревательная часть обмотана медной трубкой (диаметром 5 мм) по длине ТЭНа. Это обеспечивает максимально равномерный и стабильный подогрев жидкости, проходящей внутри трубки, без перегрева и образования капель.
– Жидкость для генерации тумана (обычно это гликоле содержащая дым-жидкость, используемая в сценических или концертных дым-машинах) подаётся в трубку с помощью бачка-резервуара, встроенного насоса и тонкой подачи через штуцер. В качестве подающего насоса удобно использовать готовый насос от автомобильной системы омывателя лобового стекла.
Рис. № 6. Генератор тумана
Принцип действия
После включения ТЭН прогревается и начинает нагревать медную трубку.
При подаче специальной дымообразующей жидкости в нагретую медную трубку происходит её частичное испарение.
Образующиеся пары при температуре 200–300 C выходят из сопла (или выходного канала) в виде густого белого тумана.
Туман может быть направлен в поток воздуха (например, из вентилятора или аэродинамической трубы) и тем самым позволяет визуально отслеживать линии тока, зону рециркуляции, вихревые образования и т.п.
Материалы
– ТЭН на 220 В (можно использовать от обогревателя или чайника);
– Медная трубка (5 мм) – теплоустойчивая, лёгкая в сгибании;
– Жидкость: театральная сцена-дым-жидкость (на основе пропиленгликоля или глицерина);
– Насос подачи (от бачка омывателя авто);
– Бачок-резервуар для жидкости;
– Соединенные шланги, крепёж, опоры и теплоизоляция (по необходимости).
Преимущества использования
Контур вихревого потока становится легко различимым невооружённым глазом.
Устройство подходит как для настольных исследований, так и для демонстраций в классе или лаборатории.
Компактность и автономность конструкции позволяют использовать её в закрытых помещениях.
Жидкость безопасна (в разумных дозах соответствует сценическим требованиям), не токсична и быстро рассеивается.
Для устойчивой подачи лучше использовать регулятор давления или диммер для плавной подачи жара на ТЭН.
Не допускается перегрева трубки, иначе жидкость может закоксоваться внутри – необходимо контролировать разогрев.
Предупреждение / безопасность
При работе генератора образуется горячий пар и металлические части также могут сильно нагреваться – требуется соблюдать меры безопасности.
Устройство использовать только в проветриваемом помещении.
Туман не должен вдыхаться в больших количествах – особенно людям с респираторными заболеваниями.
Заключение
Простой, но эффективный генератор тумана на базе ТЭНа и медной трубки позволяет реализовать визуализацию потоков с высоким качеством. Это незаменимое устройство для физического моделирования воздушных потоков, демонстрации явлений вихреобразования, граничных слоёв и многого другого.