Оптические методы определения характеристик дисперсности с уменьшенной априорной информацией

• Автор: Захаров, Петр Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 c. : ил

Введение '
Обозначения

Глава I. Ограничения модели взаимодействия и способы

интерпретации оптических измерений. . II

Глава II. Решение обратной задачи при фракционном

взаимодействии света с частицами

Глава III. Определение микроструктуры дисперсной системы по измерениям светопропускания
Глава IV.Определение моментов распределения по размерам по измерениям светопропускания
Глава V. Определение моментов распределения по размерам по измерениям малоуглового светорассеяния.
§ I. Установление связей между моментами распределения по размерам и функционалами малоугловой зависимости

§ 2. Модификация метода малых углов

§ 3. Определение среднего размера частиц на выходе газодинамического генератора заряженного аэрозоля
Заключение
Литература
Приложение I. Программа расчета экстремальных параметров фактора эффективности ослабления
Приложение П. Программа расчета прямой задачи ослабления света
Приложение Ш. Программа расчета обратной задачи ослабления света.
Приложение 1У. Программа расчета интегральных параметров фактора эффективности ослабления.
Приложение У. Акты о внедрении результатов диссертационной работы.

Измерение концентрации и дисперсного состава макроскопических частиц вещества, взвешенных в жидкой, газовой или плазменной среде необходимо как для исследования природных явлений, так и для решения постоянно возрастающего числа разнообразных технологических задач [1-3,10,22,54,69,82,84,117,119,1201. Это обусловлено тем, что концентрация и дисперсный состав частиц являются важнейшими характеристиками дисперсной системы, определяющими ее физико-химические свойства. Изменение распределения водяных капель по размерам является основным показателем кинетики процессов, определяющих, в каком направлении развивается облако [54,117,1191. Концентрация и дисперсный состав топлива, сжигаемого в виде пыли в топках тепловых электростанций, оказывают существенное влияние на полноту его сгорания (31. Концентрация и дисперсный состав водяных капель оказывают существенное влияние на к.п.д. турбин, работающих на влажном паре [21. Концентрация и дисперсный состав частиц, содержащихся в атмосферных выбросах промышленных предприятий, оказывают определяющее влияние на эффективность работы пылеулавливающих установок [1,10,691. Й т.д.
Возможность определения характеристик микроструктуры дисперсной системы частиц непосредственно в исследуемой среде может быть реализована путем применения интегральных оптических макроскопических методов [2,17,18,28,36,61,68,791. В них объектом измерения служит макроскопический объем исследуемой среды, содержащий большое количество частиц. Экспериментальными данными, используемыми для определения дисперсного состава, являются измерения ослабления либо рассеяния света таким макроскопическим объемом. Эти методы, именуемые в дальнейшем просто оптическими, исследуют не отдельные частицы, а систему частиц в целом.

тиц по размера!,1! имеет более широкую область применимости, чем метод спектральной прозрачности, позволяя находить распределения частиц по размерам, имеющие два максимума. На рис. 10 представлены исходное распределение частиц по размерам I и результаты определения распределения фракционным методом 2 и методом спектральной прозрачности 3. Сравнение результатов показывает, что фракционный метод позволяет установить наличие двух фракций в распределении частиц по размерам, в то время как метод спектральной прозрачности не всегда позволяет установить этот факт. Это вызвано с одной стороны тем, что метод спектральной прозрачности использует приближенное выражение для фактора эффективности ослабления Чр#^* С другой стороны, для нахождения распределения частиц по размерам методом спектральной прозрачности необходимо доопределять функцию на промежутках [О/ 3*] и [ + •»], что
вносит неконтролируемые изменения в решение обратной задачи.
Положительные результаты проведенной проверки позволили использовать разработанную в данной главе методику и экспериментальную установку для определения микроструктурных характеристик электрически заряженного водного аэрозоля. К настоящему времени заряженные аэрозоли широко применяются в технологических процессах, в медицине, сельском хозяйстве и т.д. Новой областью применения является внедрение в атмосферу электрических зарядов с целью рассеяния теплых туманов, а также создание модели ячейки грозового облака. Дисперсный состав капель является важнейшей характеристикой заряженного аэрозоля, определяющей эффективность его применения.
При постановке в атмосфере заряженного водного аэрозоля используются генераторы в основном двух типов. Аэрозоли, образованные электрически заряженными каплями с размером 6-10 мкм могут быть получены в аэрозольных электрогазодинамических генера-