Теория захвата умеренно крупных летучих аэрозольных частиц на облачных каплях

• Автор: Чаусова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 95 с. : ил.

Оглавление
Введен не.

Глава I. Обзор литературы

1.1 Нелетучие сферические частицы

1.2 Летучие сферические частицы

1.3 Сфероидальные частицы

Глава II. Термофоретическое движение умеренно крупных летучих капель.

2.1 Постановка задачи. Основные уравнения и граничные условия

2.2 Определение скорости термофоретического переноса капли.

2.3 Анализ результатов.

Глава III. Диффузиофорез умеренно крупных летучих капель.

3.1 Постановка задачи, уравнения и граничные условия.
3.2. Определение скорости диффузиофореза.
3.3 Анализ результатов
Глава IV. Вымывание летучих аэрозольных частиц из атмосферы более крупными по размеру каплями
4.1 Постановка задачи
4.2 Нахождение времени полной очистки заданного объема.
4.3 Анализ результатов.
Глава V. Термофоретическое движение сфероидальной летучей умеренно крупной твердой частицы.
5.1 Постановка задачи
5.2 Решение уравнения Лапласа в сфероидальных координатах
5.3 Решение уравнения Стокса в сфероидальных координатах.
5.4 Определение скорости движения твердой сфероидальной частицы при прямом учете влияния коэффициента испарения
5.5 Анализ результатов.
Основные результаты
Литература


В одно и многокомпонентных газах с неоднородными распределениями температуры и концентрации компонентов газа будет наблюдаться упорядоченное движение аэрозольных частиц термофорез и диффузиофорез соответственно. Каждую из аэрозольных частиц, радиус которой много больше средней длины Хр свободного пробега газовых молекул, окружает топкий слой газа, толщина которого сравнима с длиной Хр слой Кнудсена 2. В этом слое происходят столкновения молекул, вылетающих с поверхности капли, с молекулами, летящими к поверхности капли. Кнудсена, то каплю относят к разряду умеренно крупных 0, Кп 0,3. Если характерный размер частицы сравним с длиной свободного пробега газовых молекул 0,3А Явления термо диффузиофореза широко применяются на практике в связи с большой загрязненностью воздуха в промышленных городах. Например, для осаждения аэрозольных частиц, образующихся в процессе производства различных материалов выплавке металлов, производстве сажи, сжигании топлива. С другой стороны, промышленные аэрозоли могут содержать ценные вещества, которые необходимо отделить от примесей. Осаждение аэрозольных частиц в поле градиента температуры может быть использовано при нанесении тонких покрытий. Явление термофореза также находит свое применение в производстве оптоволокна 3 явление применяется на I этапе производства. Метеорологи интересуются взвесями мелких частиц в атмосфере 1. Для этой области характерны задачи, связанные с движением капель разных размеров и их способностью сливаться друг с другом. Наиболее очевидные приложения динамики систем с частицами связаны с такими ситуациями, когда можно пренебречь взаимодействием частиц, т. Общеизвестным приложением является борьба с загрязнением атмосфер, в частности очистка воздуха в вентиляционных системах и уменьшение угрозы для здоровья со стороны промышленного производства например, борьба с ядовитыми дымами химических предприятий. Утилизация ценных отходов, содержащихся в атмосфере сушильных устройств и плавильных печей, представляет собой еще один важный пример такого приложения. Наконец, многие технологические процессы связаны с производством порошкообразного продукта, который необходимо отделять от газа, в котором он взвешен. Актуальность темы. Широко развитая сеть атомных электростанций, химической, нефтехимической, металлургической, перерабатывающей промышленностей представляют потенциальную угрозу населению, поэтому ученые уделяют особое внимание экологической безопасности промышленных объектов. Исследование динамики частиц поможет в изучении состояния атмосферы, а также ликвидации возможных аварий и предотвращения распространения вредных выбросов. Было замечено, что в ряде случаев атмосфера сохраняет способность к самоочищению за счет облачных капель, образующихся при конденсации водяного пара на взвешенных в облаках аэрозольных частицах. Оказывается, что в окрестности достаточно крупных капель при их испарении или конденсационном росте может происходить процесс захвата взвешенных аэрозольных частиц. Процессы вымывания аэрозольных частиц могут происходить не только в облачной атмосфере, но и при пропускании загрязненного газа через различные очистные сооружения. Для описания процессов, которые происходят в объемах, содержащих капли и аэрозоль необходима строгая теория, описывающая физические процессы движения аэрозольных частиц. Ранее учеными проводились исследования процессов захвата аэрозольных частиц, однако, до настоящего времени не бралось в рассмотрение вымывание умеренно крупными летучими каплями. Для построения этой теории необходимо изучить динамику умеренно крупных летучих капель, а затем применить полученные результаты для нахождения времени полной очистки заданного объема от аэрозоля. Цель работы. Построение теории термофоретического движения умеренно крупной капли, на поверхности которой происходит фазовый переход первого рода. Оценка влияния коэффициента испарения на термофорез капли. Построение теории диффузиофоретического движения умеренно крупной летучей капли, с прямым учетом коэффициента испарения.