Моделирование течений аэрозоля в задачах аспирации и инерционной сепарации

• Автор: Зарипов, Шамиль Хузеевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 230 с. : ил.

Предисловие
Обозначения
Глава!. Плоские задачи аспирации аэрозоля
§1 Аспирация аэрозоля в щелевой пробоотборник по модели 41 отрывного обтекания Кирхгофа
1.1 Преобразование уравнений движения частиц к переменным в
плоскости годографа скорости
1.2 Решение задачи о течении несущей среды
1.3 Результаты расчетов
1.4 Модель аспирации с учетом испарения 50 §2 Аспирация аэрозоля в щелевой пробоотборник при двух углах 56 ориентации по модели безотрывного обтекания
2.1 Постановка и решение задачи о течении несущей среды
2.2 Уравнения для расчета траектории частицы
2.3 Результаты расчетов
§ЗАспирация аэрозоля в цилиндрический пробоотборник
3.1 Математическая модель течения несущей среды при аспирации 67 аэрозоля в цилиндрический пробоотборник
3.2 Результаты расчетов коэффициента аспирации из 72 низкоскоростного нисходящего потока и из неподвижной среды
Глава 2. Осесимметричные задачи аспирации
§ 4 Аспирация аэрозоля в трубку из неподвижного воздуха
4.1. Уравнения осесимметричного течения несущей среды при 82 аспирации в трубку и метод решения
4.2. Уравнения движения частиц в физической плоскости ив 87 плоскости годографа скорости
4.3. Результаты расчетов 89 §5 Аспирация в трубку на цилиндре (модель персонального 97 пробоотборника)
5.1 Уравнения осесимметричного течения вязкого газа
5.2 Расчет поля скоростей газа и траекторий частиц
5.3 Результаты параметрических расчетов
Глава 3 Аспирация аэрозоля в сферический пробоотборник
§6 Осаждение аэрозольных частиц на сфере в потенциальном 106 потоке газа
6.1 Краевая задача для предельной траектории
6.2 Коэффициент захвата аэрозольных частиц сферой
§7. Аспирация аэрозоля в сферический пробоотборник в
неподвижном воздухе
7.1. Модели точечного и конечномерного стоков
7.2. Анализ особых точек уравнений движения частиц
7.3. Параметрические расчеты коэффициента аспирации
Глава 4. Течения аэрозоля в струйных импакторах и инерционных 140 воздухооч истител я х
§ 8. Математическая модель течения аэрозоля в импакторе с
углублением
8.1 Математическая модель течения несущей среды в импакторе с 140 прямоугольным углублением
8.2 Уравнения движения частиц в параметрической плоскости
8.3 Исследование эффективности осаждения частиц 144 §9 Течение запыленного газа в коническом жалюзийном 150 пылеуловителе
9.1 Постановка и решение задачи о течении газа с взвешенными 150 частицами в жалюзийном пылеуловителе
9.2. Результаты расчетов и формула для коэффициента пропуска 154 пыли
§10 Эффективность осаждения частиц в плоском канале с 163 вертикальным экраном
10.1 Постановка и решение задачи о течении газа с взвешенными 163 частицами в канале с вертикальным экраном
10.2. Результаты параметрических расчетов
Глава 5 Движение аэрозольной частицы в термодиффузионной 170 камере и в линейной цепочке капель
§11 Движение растущей аэрозольной капли в термодиффузионной
камере
11.1. Постановка задачи
11.2. Распределение температуры и концентрации вблизи капли
11.3. Расчет силы аэродинамического сопротивления
11.4. Уравнение движения капли и аналитическое решение
11.5. Результаты расчетов
§12. Модель движения аэрозольной капли в линейной цепочке
12.1 Описание эксперимента
12.2 Математическая модель движения частицы с учетом 193 ослабления сопротивления в цепи капель
12.3 Результаты расчетов. Сравнение с экспериментом
Заключение
Литература

(согласование тем лучше, чем больше St). Однако это приближение не позволяет уловить немонотонный характер изменения функции А (а) в области достаточно малых значений а, замеченный впервые в экспериментах [126, 144]. Авторы [168] объясняют такое поведение функции А(а) влиянием эффектов, связанных с попаданием частиц в щель после отскока от наружных стенок щели ("вторичная аспирация"). В то же время в работе [71] отрицается влияние отскока на коэффициент аспирации. Результаты, показанные на рис. 1.3, свидетельствуют о том, что возрастание А с уменьшением а в области достаточно малых значений а имеет место в рамках принятой модели и при отсутствии отскока (при первом типе взаимодействия частиц со стенкой). Учет отскока делает это возрастание еще более существенным. При а>0.3, я:St >0.5 влияние отскока на коэффициент аспирации практически отсутствует.
Отметим опубликованную недавно статью [67], где в результате численных расчетов немонотонное поведение коэффициента аспирации в области малых значений отношений скорости ветра к скорости аспирации было показано также для случая тонкостенной трубки.
1.4 Модель аспирации с учетом испарения
Пробоотбор жидких частиц может сопровождаться испарением, что приводит к изменению размеров частицы и её инерционных свойств, следовательно, и к изменению коэффициента аспирации. Чтобы избежать испарения, в экспериментальной камере при исследовании аспирации из неподвижной среды обеспечивают высокую влажность, близкую к 100% [15]. Вместе с тем представляется интересным теоретически исследовать, как испарение может влиять на коэффициент аспирации. Влияние испарения аэрозольных частиц на эффективность осаждения частиц в импакторе и на фильтре исследовалось в работах [195,140].