Метод и быстродействующая лазерная установка для исследования генезиса техногенного аэрозоля по рассеянию луча в контролируемом объеме

• Автор: Ахмадеев, Игорь Радикович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 85 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЩАЛ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ И ОБЗОР МЕТОДОВ ЕЕ РЕШЕНИЯ

1.1 Характеристики дисперсности частиц

1.2 Оптические методы

1.2.1.1 Метод спектральной прозрачности

1.2.1.2 Метод малоуглового рассеяния

1.2.1.3 Метод полной индикатрисы

1.2.1.4 Лидарный метод

1.2.2 Методы измерения среднего размера и концентрации частиц
1.2.2.1 Модифицированный метод спектральной прозрачности
1.2.2.2 Метод измерение среднего размера и концентрации частиц в осесимметричных двухфазных потоках
1.3 Сравнительная оценка и выбор метода измерения дисперсных параметров аэрозолей
1.4 Заключение по главе
ГЛАВА 2 МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД МАЛОУГЛОВОГО
РАССЕЯНИЯ
2.1 Математическая модель метода
2.2 Метод определения функции распределения
ГЛАВА 3 АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
ДИСПЕРСНЫХ ПАРАМЕТРОВ АЭРОЗОЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
3.1 Лазерный измерительный комплекс диагностики аэрозоля ЛИД
3.1.1 Описание аппаратной части
3.1.2 Описание программного обеспечения
3.1.3 Методика исследований дисперсных параметров смоделированных аэрозольных загрязнений
3.2 Апробация разработанного метода на аэрозольных загрязнений различной природы
3.2.1 Система создания модельного облака аэрозоля
3.2.2 Измерение параметров частиц твердого аэрозоля и сравнение результатов ЛИД-2 с другими методами
3.2.3 Результаты исследования жидкокапельного аэрозоля и сравнение с результатами других методов
3.3 Перспективы развития разработанного метода
3.4 Заключение по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
ВВЕДЕНИЕ

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружаю-щиммиром. Гидросфера, атмосфера и литосфера Земли в настоящее время подвергаются нарастающему антропогенному воздействию. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды не свойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения [1]. Во многих технологических процессах образуются мелкие твердые или жидкие

частицы. Из!них большинство аэродисперсных систем !оказывают вредное воздействие на человека [2].
В связи с ежегодным ростом уровня профессиональной заболеваемости работников вредных отраслей, где присутствуют аэрозольные загрязнения, особую актуальность приобретает охрана их здоровья и создание безопасных условий труда; Одним из основных приоритетов социальной защиты работников предприятий должен стать постоянный достоверный учет уровней воздействия вредных факторов [3].
Задачей настоящей работы является создание простого и эффективного метода для экспресс-оценки запыленности в местах пребывания людей. Большое значение имеет оценка степени содержания аэрозоля при работе мощных источников. При взрывах, горении, ударах, размоле, трении, дроблении, сверлении, шлифовке и многих других процессах образуется дисперсная фаза твердых веществ. Диспергирование жидкостей происходит при разбрызгивании, пульверизации и др. Все эти факторы влияют на экологическую обстановку и требуют оценки.
Часто в лабораторной практике требуется в реальном времени измерять процессы зарождения пылевого облака и его изменение во времени в ограниченном объеме (1...3 м3). Требования к оперативности контроля уровня загрязненности исключают применение известных методов оценки размеров частиц путем отбора проб.

ГЛАВА 2 МОДИФИЦИРОВАННЫЙ МЕТОД МАЛОУГЛОВОГО РАССЕЯНИЯ
Метод относится к обратным методам оптики аэрозолей, в данном методе функция распределения частиц по размерам определяется путем решения серии прямых задач оптики аэрозолей, что позволяет уменьшить требования к точности измерения индикатрисы рассеяния.

I 2.1 Математическая модель метода
Для построения оптических моделей облаков аэрозолей и расчетов характеристик рассеяния выбирают соответствующие законы распределения частиц /(72) . Для различных состояний облака аэрозоля вычисляются по-лидисперсные коэффициенты рассеяния для данных функций распределения по размерам, которые затем сравниваются с экспериментально измеренными значениями.
Рассмотрим модель, основанную на теории переноса излучения в виде узкого коллимированного пучка лазера через туман, облака и другие сильно рассеивающие среды, на примере частного случая для рассеяния под малыми углами, представленную на рисунке 4. Предполагается, что концентрации и функции распределения частиц по размерам частиц в каждой точке слоя одинаковы.
1 2 Д
Рисунок 4 - Схема рассеяния луча лазера в слое аэрозоля