Теория захвата летучих бинарных аэрозольных частиц атмосферными каплями

• Автор: Голикова, Нина Николаевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Теория движения крупных капель бинарных

концентрированных растворов в неоднородной по температуре трехкомпонентной газовой смеси .

1.1 Постановка задачи о движении крупных летучих капель

в неоднородной по температуре газовой смеси .

1.2 Основные дифференциальные уравнения.

1.3 Постановка граничных условий при наличии

объемной термодиффузии

1.4 Метод решения задачи

1.5 Основные результаты и выводы .

Глава 2. Теория фотофоретического движения крупных летучих капель концентрированных растворов в многокомпонентной газовой смеси .
2.1 Фотофоретическое движение бинарных капель концентрированных растворов в трехкомпонентной газовой смеси
2.1.1 Постановка задачи о движении аэрозольных капель
в поле оптического излучения
2.1.2 Основные дифференциальные уравнения
2.1.3 Постановка граничных условий
2.1.4 Метод решения задачи .
2.1.5 Анализ полученных результатов
2.2 Учет термодиффузионных эффектов и внутреннего течения в теории фотофореза крупных летучих капель
2.2.1 Постановка задачи и граничных условий.
2.2.2 Основные результаты и выводы
Глава 3. Термо , фотофоретический захват крупных лету чих аэрозольных частиц расту щими или испаряющимися каплями
3.1 Вычисление времени полной очистки объема V
от аэрозольных частиц .
3.2 Оценка скорости осаждения аэрозольных частиц
различных радиусов на каплю, взвешенных в газовой смеси с различными концентрациями паров растворителя и растворенного веществ в капле.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Используя в системе уравнения гидродинамики, теплопроводности и диффузии, получены соотношения для скоростей термофореза и фотофореза крупных летучих капель растворов в тройной газовой смеси при наличии на ее поверхности двойного фазового перехода. Проведен качественный и количественный анализ вклада различных физических эффектов в скорость термофореза и фотофореза капель. Предложены и поставлены новые граничные условия, необходимые для нахождения аналитического выражения скорости термофореза крупной бинарной летучей капли. Получена формула скорости термофоретического движения капли. Построены графики зависимости скорости термофореза для капли этиловый спирт вода при нормальных условиях в зависимости от концентрации этилового спирта в капле радиусами 5 и М. Проведены численные оценки каждого слагаемого, входящего в формулу скорости термофореза, и построены их графики зависимости от кон цен фации этилового спирта в капле. Вклад в скорость термофореза от членов, пропорциональных термодиффузионным отношениям для компонент смеси, не существенен. Построена оригинальная теория фотофоретического движения бинарной крупной летучей капли раствора в тройной газовой смеси, учитывающая на ее поверхности фазовые превращения растворителя и растворенного в капле веществ. Предложены и поставлены новые граничные условия, необходимые для нахождения аналитического выражения скорости фотофореза крупной летучей бинарной капли раствора. Проведены численные оценки скорости фотофореза для капель жидких металлов алюминий серебро А1 и сурьма висмут БЬ В1 радиусами от 0,5 до Мт . Скорость фотофореза является линейной функцией интенсивности электромагнитного излучения. Показано, что фотофоретическая сила для капли сурьма висмут 5Ь В1 при любом значении радиуса капли может превосходить в десятки раз силу светового давления, а для капли алюминий серебро А1 фотофоретическая сила сравнима с силой светового давления. Решена задача о фотофоретическом движении однокомпонентной крупной летучей капли в бинарной газовой смеси при учете объемной термодиффузии паров вещества капли в нестцем газе. Для капли металла сурьмы БЬ вклад в скорость фотофореза от члена, пропорционального термодиффузионному отношению, составляет сотые доли процента. Проведен анализ формулы для времени полной очистки заданного объема от аэрозольных частиц, окружающих существенно более крупную каплю. Выяснены условия, при которых аэрозольные частицы будут оседать на поверхность капли или разлетаться от нее. Научная и практическая значимость работы. Теория фотофоретического движения однокомпонентной вязкой крупной летучей аэрозольной частицы в бинарной газовой смеси при наличии объемной термодиффузии. Термо , фотофоретический захват крупных летучих аэрозольных частиц растущими или испаряющимися каплями. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры теоретической физики, а также на ежегодных научных конференциях Московского государственного областного университета г. XXII научной конференции стран СНГ Дисперсные системы Одесса, Украина, г. XIII научная конференция Аэрозоли Сибири Томск, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы. Материал изложен на 6 страницах машинописного текста, включая таблиц и 7 рисунков. Аэрозольными частицами называются твердые и жидкие одно или многокомпонентные частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в газообразной среде. Они входят в состав промышленных дымов, атмосферных облаков, туманов, и других аэродиспсрсных систем 1 3. Термофорез явление вынужденного упорядоченного переноса аэрозольных частиц, взвешенных в различных газах и газовых смесях, при наличии в объеме градиента температуры. Значительный вклад в построение теории физических процессов термофореза дисперсных систем внесли отечественные и зарубежные ученые Фукс Н. А., Брок Дж. Дерягин Б. В., Сутугин А. Г., Яламов Ю. И. 4 . Число Кнудсена позволяет разграничить всю область газа, окружающего частицу на гидродинамическую и газокинетическую. Если кп 1,то частицы называются мелкими.