Математическое моделирование пробоотбора аэрозольных частиц

• Автор: Ванюнина, Марина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Оглавление
Обозначения
Введение

Глава 1. Моделирование аспирации аэрозоля в щелевой пробоотборник

1 Общая постановка задачи пробоотбора

2 Расчет коэффициента аспирации для щелевого пробоотборника

2.1 Модель течения несущей среды

2.2 Уравнения движения аэрозольных частиц

2.3 Результаты расчетов

2.4 Выводы 3 Распределение концентраций частиц аэрозоля при аспирации в щелевой пробоотборник

3.1 Уравнения для концентраций частиц

3.2 Результаты расчетов
3.3 Выводы 4 Математическая модель пробоотбора аэрозоля из неподвижной среды с учетом испарения частиц
4.1 Модель течения несущей среды
4.2 Преобразование уравнений движения частиц к переменным в плоскости годографа скорости.
4.3 Модель испарения частиц
4.4 Результаты расчетов
4.5 Выводы
Глава 2. Моделирование аспирации аэрозоля в цилиндрический пробоотборник
5 Расчет коэффициента аспирации для цилиндрического пробоотборника из низкоскоростного нисходящего потока и неподвижной среды
5.1 Математическая модель течения несущей среды
5.2 Уравнения движения аэрозольных частиц
5.3 Результаты расчетов
5.4 Выводы
6 Анализ стационарных точек уравнений движения частиц
6.1 Уравнения для особых точек
6.2 Выводы Глава 3. Моделирование аспирации аэрозоля в пробоотборник со сферической головной частью
7 Математическая модель аспирации аэрозоля в сферический
пробоотборник из неподвижной среды
7.1 Формула для коэффициента аспирации
7.2 Модель течения несущей среды
7.3 Уравнения движения аэрозольных частиц
8 Результаты расчетов
Выводы
Заключение
Литература


При измерениях концентрации частиц в воздушных потоках возможны ситуации, когда ось пробоотборной трубки отклонена от направления движения невозмущенного воздуха. В этом случае необходимо оценить влияние угла отклонения на значение коэффициента аспирации. Экспериментальные исследования пробоотбора в трубку при различных углах между направлением ветра и осью трубки проводились в работах , , 7, 3. Результаты расчетов коэффициента аспирации в трубку, ориентированную под некоторым углом к направлению набегающего потока, в приближении потенциального течения с помощью численного решения интегральных граничных уравнений и уравнений НавьеСтокса приведены в , , 7. Случай, когда скорость аспирации направлена противоположно скорости ветра, исследовался в , 1, 6. Менее изучен по сравнению с пробоотбором из движущегося воздуха пробоотбор аэрозоля из неподвижной среды. Экспериментальный отбор пробы аэрозоля из неподвижной среды в трубку описывался в 4, , 0, а теоретические исследования проводились в , . В задаче пробоотбора из неподвижного воздуха наряду с числом Стокса важным параметром является стационарная скорость оседания частицы. Наряду с тонкостенными в аэрозольных измерениях используются пробоотборники с затупленной головной частью, в частности, цилиндрический и сферический. Интерес к ним вызван тем, что поведение аэрозольных частиц вокруг головы человека в процессе дыхания подобно поведению частиц при аспирации в цилиндрический или сферический пробоотборники. Цилиндрический пробоотборник представляет собой длинный цилиндр со щелевым отверстием вдоль образующей цилиндра, через который осуществляется пробоотбор аэрозоля.