Генератор тумана: принцип работы, применение. Мощная ультразвуковая пушка своими руками Самодельный генератор тумана
Туман, медленно расползающийся по дну чаши, расположенной прямо на столе, плавно перетекающий за ее границы и растворяющийся за ее пределами как неведомое и волшебное вещество, наверняка удивил бы многих. Подобные эффекты создают в голливудских фильмах, чтобы передать таинственную и чарующую атмосферу или накалить обстановку. Подобное кажется невозможным, и оттого фантастическим и загадочным.
Мало кто знает, что подобные спецэффекты можно с легкостью воспроизвести в обычной городской квартире, необходимо лишь использовать генератор тумана, который без труда поместится на столе и будет не только создавать сказочную атмосферу, но и «оздоровлять» помещение. Но область применения этого устройства гораздо шире, чем кондиционирование воздуха или создание спецэффектов.
Генераторы тумана
Генераторами тумана называют устройства, которые способные вырабатывать и распылять аэрозоли - дисперсные вещества, обычно состоящие из взвешенных в воздухе мелких частиц или дисперсной фазы. Подобные системы нашли применение во многих отраслях человеческой деятельности:
Трудно поверить, что генератор тумана, имея идентичную схему функционирования, способен выполнять столь широкий спектр различных операций. Разумеется, промышленные и бытовые устройства имеют ряд отличий, но в основу их работы положен один и тот же принцип.
Механические и термомеханические генераторы
Все генераторы тумана можно разделить на два основных вида - механические и термомеханические. Наибольшее распространение в практической деятельности человека получил первый вид устройств, так как они обладают более простой конструкцией, отличаются низкой стоимостью и эффективностью. Генератор холодного тумана распыляет аэрозоли только за счет механического воздействия.
В термомеханических установках образованная механическим способом дисперсная фаза поступает на нагревательный элемент или в камеру сгорания, где испаряется и через сопло в виде пара попадает в окружающую среду. Преимуществами термомеханических генераторов можно назвать универсальность (они могут создавать конденсационные и механические аэрозоли), а также более плотное заполнение аэрозолем замкнутого пространства.
Принцип работы механических устройств
Механический генератор тумана создает дисперсные аэрозоли. Он, в свою очередь, бывает нескольких подвидов:
- Пневматический. Аэрозолеобразующий состав распыляется в окружающем пространстве струей газа. Газ поступает под высоким давлением и буквально разбивает состав на мелкие составляющие - капли. Размер капель, а, следовательно, и степень распыления, регулируется изменением скорости струи.
- Ультразвуковой. В конструкции таких устройств есть элемент, вибрирующий в ультрадиапазоне. Как правило, это пьезоэлектрическая пластинка, либо керамический диск. Элемент, вибрируя с высокой частотой, «разбивает» и распыляет состав.
- Дисковые. В таких аппаратах на быстро вращающиеся диски поступает аэрозолеобразующая смесь, которая под действием центробежного ускорения распыляется в окружающей среде.
Механический прибор именуют также как Это обусловлено тем, что образующаяся дисперсная фаза обладает той же температурой воздуха окружающей среды. Нагревательные элементы в этом процессе участия не принимают.
Применение генераторов тумана в быту
Для создания особой атмосферы в доме, оздоровления атмосферы в помещениях используются лишь механические устройства. Как правило, это в которых роль вибрирующего элемента выполняет одна или несколько мембран круглой формы. От количества и диаметра мембран зависит интенсивность распыления воды.
Для поддержания работоспособности такого оборудования необходимо регулярно проводить чистку и замену мембран. В устройство генератора тумана для домашнего пользования могут входить и пьезоэлектрические пластинки. В таком случае срок службы аппарата можно считать бесконечным. Работают такие устройства от сети питания 220В.
Генератор тумана на страже вашего дома
Внедрение генераторов тумана в состав охранно-дымовых систем является инновационным решением, которое уже не раз подтвердило свою целесообразность. Работа такой конструкции основана на взаимодействии отслеживающих проникновение устройств и распылителей аэрозолей.
В случае несанкционированного проникновения индикаторы подают сигнал контрольному устройству, тот отдает приказ и начинает распыление аэрозолеобразующей смеси генератор тумана. Отзывы пользователей показывают, что встретив на своем пути преграду в виде дыма, преступник предпочитает отступить, нежели продолжить свой натиск.
Стоимость генераторов тумана
Сказать что-то конкретное о стоимости бытовых устройств, генерирующих туман, не получится. Их цена зависит от множества показателей. Одним из определяющих является принцип работы, интенсивность распыления, мощность и страна-производитель.
Незначительное влияние оказывает и дополнительное оборудование, например, светодиодная подсветка или плавающий плотик, который позволяет использовать в небольшом водоеме генератор тумана. Цена устройств, включающих таковые модификации, начинает расти от 2 000 рублей.
Далее стоимость начинает расти пропорционально техническим характеристикам: чем выше мощность и больше мембран, тем дороже будет прибор. Так, за генератор с 12 керамическими дисками и мощностью 300 Вт придется отдать около 23 тыс. рублей. Совет, который можно дать покупателям - приобретайте товар только в проверенных магазинах.
На основе статьи Посохина В. Н., Сафиуллин Р. Г. “Перспективные конструкции увлажнителей воздуха на основе пористых вращающихся распылителей” (есть в интернете) автор этого видеоролика сделал устройство, которое можно использовать как оригинальный распылитель воды. Если его включить в работу, то домашний генератор туман обеспечит.
В чем принцип действия этого распылителя воды?
Жидкость попадая на гладкий вращающийся диск растекается по нему в виде тонкой пленки до тех пор, пока силы поверхностного натяжения способны удерживать жидкость в виде пленки, затем края пленки отрываются и за счет все тех же сил поверхностного натяжения образуют каплю. При этом капли не имеют строго определенного размера т.к. пленка рвется на куски разных размеров. Важно заметить, что разрыв пленки должен происходить на поверхности диска, а не на его краях, только в этом случае размеры капель будут минимальными.
Чем выше частота вращения диска, тем тоньше пленка и меньше капли, но здесь есть предел. Выше 20 к оборотов в минуту размер капли уже не уменьшается.
Диск из крышки достаточно легкий, чтобы не вызывать сильных вибраций, убивающих подшипник, но при условии, что его края облегчены срезанным ободком и обточены. Свыше 20 К
диск начинает вибрировать не смотря на хорошую центровку, и не в лопастях дело, без них он вел себя почти так же.
Лопасти на диске обязательны и тому две причины.
1. Распыленная жидкость создает облако, которое частично засасывается через систему охлаждения двигателя. Лопасти отгоняют облако подальше.
2. Цель распыления в ускорении испарения (даже не знаю на сколько порядков) за счет большей поверхности, но и тут одним распылением не обходится. Дело в том, что жидкость будет испаряться только до тех пор, пока влажность воздуха не поднимется до 100%, а в туче распыленной жидкости это происходит моментально. Именно поэтому в тропических лесах при жаре за 30 градусов и влажности в 100% мокрая одежда сохнуть отказывается. После насыщения воздуха влагой капли жидкости будут оседать на поверхностях как дождь из микрокапель. Но лопасти решают эту проблему, отгоняя от зоны распыления влажный воздух и капли жидкости.
Из этого вывод, что расход жидкости упирается в скорость вращения диска, (чтобы пленка жидкости рвалась не доходя до края диска) размера и числа лопастей, (т.е. объема прогоняемого
воздуха) и влажности (чем выше влажность, тем медленнее испарение).
на пористых дисках позволяют получить капли одинакового размера, это важно для систем распыления краски (да, и так тоже краску наносят), но автора ролика этот способ разочаровал, капли получались крупнее, чем с гладким диском, хоть я и использовал диск с самым мелким зерном, возможно мал диаметр самого диска. Шайба приклеена к шлифовальному
диску эпоксидкой. Густая эпоксидка не пропитывает камень и не забивает поры.
Сейчас на прилавках магазинов громадный выбор бытовых увлажнителей, начиная от простейшего "бублика", который плавает в стакане с водой и запитан от порта USB, и заканчивая навороченными автоматикой дорогостоящие офисные увлажнители. В основном большая часть такого товара приходит к нам из соседнего Китая, и поэтому о долговечности девайса не стоит говорить. Например, у меня 5 литровый бытовой увлажнитель в грибнице проработал всего полгода, после этого ни одна мастерская не смогла вернуть его к жизни. Хорошо, что для пробы я выписал из Китая небольшую партию mist maker (мист мейкер), это небольшие ультразвуковые генераторы тумана, к которым нужен только блок питания на 24 вольта. Выглядят они вот так:
|
|
Разница между двумя этими моделями только в диаметре рабочей пластины, покрытой керамикой, на первом фото диаметр 20мм на втором 16мм, и естественно первая работает намного эффективней. Пришлось сделать только поплавок, и взять ведро под ёмкость, где плавает мист мейкер. Работает надёжно, я подливаю только воду. Немного о воде - вода должна быть как можно чище, идеальный вариант - дистиллированная, от воды зависит и долговечность керамической пластины, и второе - какие соли находятся в воде, то при работе ультразвука, все эти соли вместе с туманом будут плавать в вашем помещении, покрывая всё тонким белым налётом. Как сделать увлажнитель, я рассказал и показал в видео.
Очередной раз просматривая необъятные просторы Али- Экспресса, я натолкнулся вот на такой туманообразователь.
Купил его....просто так, для экспериментов. Как выяснилось, он представляет собой рабочий элемент если не всех, то большинства увлажнителей воздуха, и работает он очень даже не плохо. Принцип его работы заключается в том, что мембрана, колеблющаяся с ультразвуковой частотой, создаёт вакуум. Вода в вакууме, как известно, переходит в газообразное состояние при намного более низких температурах.
На практике прибор представляет собой цилиндр, диаметром примерно в три с половиной сантиметра и высотой около двух с половиной. Питается он от постоянного тока, напряжением 24 В. В верхней его части есть датчик (электрод) для того, чтобы не допустить "сухого хода" - как только уровень воды опустится ниже его, прибор перестаёт работать. При опускании в воду подключенного прибора, он сразу же начинает работать - в верхней части образуется "фонтанчик" из пузырьков тумана. Важен уровень воды в ёмкости с прибором - если над ним более двух-трёх сантиметров, туман не будет образовываться. Пузырьки успеют раствориться в воде и на поверхности мы увидим только небольшой фонтанчик. Расход воды достаточно мал. Я использовал такой туманообразователь при изготовлении самодельной топки для фальш-камина. Там он находится в ёмкости квадратного сечения, размером 30 на 18 см. Уровня воды в два сантиметра хватает примерно на 4-5 часов непрерывной работы. На шнуре находится резиновая уплотнительная пробка, которая позволит вам уплотнить отверстие в ёмкости, через которое вы проведёте шнур.
Прибор можно использовать в большом количестве разнообразных самоделок как практического назначения (увлажнители воздуха), так и декоративного (фонтаны, "альпийские горки", декоративные пруды и так далее). При этом на Али-Экспрессе вы найдёте и подобный
Запитать его можно, например, от компьютерного блока питания, с которого без труда можно снять нужное напряжение. А можно купить на Али-Экспресс туманообразователь сразу с блоком питания. Обойдётся вам такой набор около 7-ми - 8-ми долларов.
И на последок... При проектировании самоделок с эти прибором, не забывайте, что его "продукт" - не водяной пар, а именно туман! Он тяжелее воздуха и стелется понизу. Если прибор работает, к примеру, в тазу с водой, то таз наполнится туманом, потом какое-то время он будет уплотняться, а только потом "выливаться". Правда, явственно процесс "выливания" вы не увидите - верхний стой от соприкосновения с воздухом будет растворяться...
К туману у каждого человека свое отношение. Для автомобилистов он, скорее, досадное атмосферное явление. Для ландшафтных дизайнеров, напротив, замечательное средство украсить загородный участок. Кто-то любуется волшебной пеленой, поднимающейся над полями-озерами. А кто-то опасливо ежится, вспоминая мистического «гостя» из одноименной повести «Короля ужасов».
А вот для жителя Южноуральска туман – это способ ускорить рост садовых растений и собрать богатый урожай. Александра Аржевитина хорошо знают дачники Челябинской области. Он уже много лет конструирует различные устройства для сада и огорода. Своими руками он построил автоматизированную теплицу-розарий. На его участке работает самодельный насос, который качает воду из колодца. На огороде трудится чудо-мотоблок. Скорость и грузоподъемность машины гораздо выше заводских аналогов.
Очередная разработка Александра – генератор тумана – 76-я по счету. Устройство создает благоприятные условия для ускоренного роста растений. Черенки быстро укореняются благодаря постоянному уровню влажности. И происходит это, в зависимости от культуры, уже спустя две-три недели.
Интересно, что разработка Александра – это лишь усовершенствованный народный метод выращивания саженцев. Раньше растения укореняли, поместив черенки под банку с влажной ватой и песком. Спустя несколько месяцев появлялись корешки. Мастер решил, что процесс можно значительно ускорить и облегчить.
Название его изобретения описывает все его возможности: «Автономная автоматическая туманообразующая установка для зеленого черенкования АРС-76» (сокращенно от Аржевитина Саши). Автономная – потому что ее можно оставить без присмотра, не опасаясь, что растения засохнут. Заряда 55-амперного аккумулятора хватает на пару суток. Все, что нужно – это следить за уровнем заряда и периодически доливать воду в ведро. Установка будет делать свое дело, независимо от наличия электричества.
Генератор тумана работает в автоматическом режиме. Разработанный Александром датчик реагирует на малейшие изменения погоды, включая и выключая распылители. А их в туманообразователе – 16 штук. В жару установка работает на полную мощность. Прохладным утром влаги для орошения выделяется меньше. В облачные дни туманная активность также снижена.
Интересен и тот факт, что установка изготовлена из подручных материалов. Двигатель взят от старых «Жигулей». Распылители сделаны из крышек от майонезных упаковок. Трубки с миллиметровым отверстием вырезаны из жестяной пивной банки. Александр надел на них термоусадочную трубку и получил форсунку-распылитель.
Уже принес его создателю немалую пользу. Садовод вырастил новые сорта винограда. Профессиональный цветовод, Александр давно занимается выращиванием цветочного посадочного материала, который поставляет в магазины. Свое устройство он планирует испробовать и для размножения роз – своих любимых цветов.