РД 52.11.640-2002 Методические указания. Применение метода искусственного рассеяния переохлажденных туманов на автодорогах

     
РД 52.11.640-2002

     
     
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Применение метода искусственного рассеяния
переохлажденных туманов на автодорогах

     
     
Дата введения 2003-01-01

     
     
Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Центральной аэрологической обсерваторией (ЦАО) Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

2 РАЗРАБОТЧИКИ М.П.Власюк, канд. физ.-мат. наук, руководитель темы; Г.П.Берюлев, канд. физ.-мат. наук; В.И.Черныш; Н.Г.Мукий; Н.М.Кочетов; Л.А.Короткова, нормоконтролер

3 ВНЕСЕН Отделом активных воздействий и государственного надзора УСНК Росгидромета

4 ОДОБРЕН Центральной комиссией по приборам и методам наблюдений (ЦКПМ) Росгидромета, протокол N 2 от 30 июня 2002 г.

5 УТВЕРЖДЕН Руководителем Росгидромета 19 июля 2002 г.

6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Центральным конструкторским бюро гидрометеорологического приборостроения (ЦКБ ГМП) за номером РД 52.11.640-2002 от 23 июля 2002 г.

7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящие методические указания устанавливают общий порядок применения метода искусственного рассеяния переохлажденных туманов на автодорогах с использованием жидкого азота (далее азотный метод) с целью снижения аварийности автотранспорта в условиях тумана.

Настоящие методические указания подлежат применению в специализированных подразделениях Росгидромета, а также в других организациях, выполняющих работы по искусственному рассеянию переохлажденных туманов на автодорогах.

2 Определения и сокращения

В настоящих методических указаниях применяют следующие термины с соответствующими им определениями и сокращениями.

Азотный метод - совокупность приемов и операций, реализующих способ искусственного рассеяния переохлажденного тумана с помощью технических средств, использующих жидкий азот в качестве хладореагента.

Азотные генераторы (АГ) - специальные криогенные установки для создания низкотемпературных струй воздуха, локально вводимых в переохлажденный туман с целью мгновенного замораживания капель тумана и тем самым превращения их в ядра искусственной кристаллизации воды в этом тумане.

Активные воздействия (АВ) на переохлажденный туман на автодороге - преднамеренное изменение состояния переохлажденного тумана в желаемом направлении путем термического (криогенного) искусственного воздействия на него с целью улучшения видимости на автодороге.

Зона улучшенной видимости (ЗУВ) - объем воздуха в переохлажденном тумане, в котором в результате искусственного воздействия видимость улучшается до уровня обеспечения безопасности движения автотранспорта.

3 Азотный метод

3.1 Физический принцип искусственного воздействия

3.1.1 Успех применения азотного метода зависит главным образом от уровня понимания его физического принципа и сущности, а также заложенных в нем потенциальных возможностей АВ на переохлажденный туман, которые могут эффективно использоваться, в частности, по мере накопления опыта применения метода в конкретном и, как правило, сложном комплексе физико-географических, погодно-климатических, дорожно-транспортных, экологических, социально-экономических условий [1-3].

3.1.2 С физической точки зрения переохлажденный жидкокапельный туман является коллоидной системой (аэрозолем), одновременно находящейся в двух фазах - дисперсной (жидкокапельной) и дисперсионной (парообразной). Жидкокапельная фаза существует в виде множества переохлажденных (при отрицательной температуре до минус 40 °С) капелек очень малых размеров от 10 до 100 мкм и распределена в другой фазе - парообразной, существующей в виде водяного пара (частички размером около 1 мкм) [1, 2].

3.1.3 Между частицами воды двух фаз осуществляется равновесный диффузионный обмен, при котором переход газообразных частичек воды на капельки жидкокапельной фазы уравновешивается обратным переходом капелек жидкокапельной фазы в парообразную фазу. Количественно равновесный переход частичек воды между фазами определяется значением давления насыщения, выше которого большее число газообразных частичек парообразной фазы при заданной отрицательной температуре не может переходить в жидкокапельную фазу пересыщенного тумана, и наоборот.

3.1.4 Основным механизмом преобразования водяного пара переохлажденного тумана в жидкокапельную фазу является конденсация пара, сопровождающаяся выделением скрытой теплоты парообразования.

3.1.5 Другой крайней коллоидной формой существования переохлажденного тумана является ледяной туман, в котором дисперсную фазу составляют кристаллики льда размером от 10 до 100 мкм, а дисперсионную фазу - частички водяного пара воздуха размерами около 1 мкм. В этом случае преобразование частичек водяного пара воздуха непосредственно в ледяную фазу осуществляется по механизму сублимации водяного пара, при котором процесс преобразования сопровождается выделением скрытой теплоты не только парообразования, но и плавления. Поэтому в ледяном тумане для покрытия затрат скрытой энергии в процессе установления обменного равновесия между парообразной и ледяной фазами потребуется участие большего количества парообразных частичек, чем в случае установления аналогичного обменного равновесия между частичками парообразной и жидкокапельной фаз в переохлажденном жидкокапельном тумане.

3.1.6 Количественной мерой установления обменного равновесия между парообразной, жидкокапельной и ледяной фазами воды в переохлажденных туманах является значение давления насыщенного водяного пара (гПа) соответственно над водой и надо льдом . Ниже представлены значения и для жидкокапельных и ледяных туманов при некоторых отрицательных значениях температуры [1]: