Cтраница 2
Зародышем крупы может быть, по-видимому, любой кристалл льда независимо от его природы, образовавшийся или занесенный в вершину кучево-дождевого облака. Соударения кристалла как с сильно переохлажденными капельками, так и с другими кристаллами могут привести к образованию частицы только малой плотности, что характерно для крупы. При небольших скоростях падения растущей частицы и низкой температуре замерзание переохлажденных капелек будет происходить весьма быстро, так что они должны слабо расплываться. Браунскомб и Халлет [251] получили, что при скоростях соударения, близких к конечным, капельки при замерзании остаются сферическими. [16]
При дальнейшем росте крупа превращается в град. Условиями, благоприятными для образования града, являются большая водность, более высокая температура воздуха и большая скорость падения крупы. При определенном сочетании этих параметров тепло, выделяющееся при замерзании капелек, не успевает освободиться с поверхности градин, и их замерзание будет частичным. [17]
Конденсация водяных паров производится путем охлаждения газа в холодильных установках или в результате проведения низкотемпературной сепарации. Сущность низкотемпературной сепарации газа заключается в том, что при резком снижении давления газа и соответствующем увеличении его объема теряется большое количество тепла и газ резко охлаждается. В зависимости от перепада давления газ можно охладить до нескольких десятков градусов ниже нуля, что приводит к замерзанию капелек влаги и выпадению ее в виде кусочков льда и инея в нижнюю часть сепаратора. [18]
Результаты экспериментальных исследований Рулло [490] с каплями дистиллированной воды диаметром 0 5 мм, находящимися на поверхности стеклянной пластинки, погруженной в силиконовое масло, в электрическом поле напряженностью от 1 105 до 9 105 В / м не противоречат представлениям Пруппахера. Рулло обнаружил, что с повышением напряженности поля температура замерзания капель повышается. Однако из опытов с туманом, образовавшимся в камере при адиабатическом расширении, было получено, что при повышении напряженности поля от 1 105 до 5 - 105 В / м также наблюдалось увеличение вероятности замерзания капелек, которое определялось по числу образовавшихся и выпавших ледяных кристаллов. [19]
При температуре - 5СС и ниже и при скорости охлаждения 10 град / ч выделяющиеся из топлива капельки воды не успевают увеличиться и в связи с этим переохлаждаются. При последующей перекачке топлива, содержащего переохлажденные капельки воды: из топливозаправщика в баки самолета происходит спонтанная кристаллизация переохлажденных капелек воды, в результате чего в топливе, находящемся в баке самолета, образуется большое количество мелких кристаллов льда. Аналогичное явление наблюдается и при непосредственной заправке самолета из подземного резервуара с помощью централизованного заправщика. Сотрясение-бака при выруливании самолета на старт или взлете также может привести к спонтанному замерзанию переохлажденных капелек воды Наиболее вероятно возникновение спонтанной кристаллизации переохлажденных капелек воды, выделившихся из топлива, при соприкосновении поступающего в подкачивающие насосы топлива с их всасывающими клапанами в процессе запуска или работы двигателя. При прохождении топлива через клапаны переохлажденные капельки, соприкасаясь с металлом, осаждаются на клапанах и тут же замерзают S Короткий срок в результате обмерзания клапанов насос выходи из строя, подача топлива прекращается и происходит остМОвкй двигателя. [20]
К недостаткам теории грозы Мейсона следует отнести в первую очередь отсутствие определенности в условиях образования осколков в кучево-дождевых облаках. Исследования показывают, что чем ближе условия проведения лабораторных экспериментов к естественным, тем больше имеется оснований предполагать, что при замерзании капель не происходит их разрушение с образованием большого числа осколков. Нет также ясности в отношении величины заряда, разделяющегося при образовании осколка; в этом отношении у ряда авторов получены весьма противоречивые данные. Если даже встать на позицию Мейсона относительно числа осколков, образующихся при одном акте замерзания капельки на поверхности градины, и величины заряда, разделяемого при таком акте, то и тогда его теория встречает ряд возражений. Таким образом, критическая напряженность поля порядка 5 - 105 В / м, необходимая для возникновения грозового разряда, не достигается. Кроме того, принятый механизм электризации не позволяет объяснить существование в грозах высокой проводимости. Таким образом, теория грозы Мейсона не выдерживает количественной проверки и не является достаточно обоснованной. Однако механизм электризации, положенный в основу этой теории, может играть, по-видимому, определенную роль в образовании грозы на начальных стадиях ее развития. [21]
В мощных кучевых облаках капельки переносятся вверх в восходящих струях воздуха. В струях, развивающихся в верхней части облаков, скорость токов превышает 1 м / с. Облачные капельки радиусом около 100 мкм уже не смогут опуститься вниз и будут накапливаться несколько ниже вершины. Такие капельки имеют шанс замерзнуть первыми, так как вероятность замерзания капли зависит от ее объема. Замерзание капелек сопровождается их растрескиванием и выбрасыванием осколков льда, которые являются вторичными ядрами замерзания. [22]