Влияние кинетических процессов в газе и плазме на динамику и свойства аэрозолей

• Автор: Юшканов, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 259 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ДИНАМИКА УМЕРЕННО КРУПНЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ПРОСТОМ ГАЗЕ
1.1 Постановка задачи и обзор ранее полученных
результатов
1.2 Использование моментного метода для вычисления ко-
эффициентов скольжения
1.3 Использование аналитического подхода для вычисления
коэффициентов скольжения
1.1 Основные результаты и выводы
Глава 2. ДИФФУЗИОФОРЕЗ УМЕРЕННО КРУПНЫХ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В БИНАРНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
2.1 Постановка задачи и обзор ранее полученных
результатов
2.2 Скольжение бинарной газовой смеси вдоль плоской по-
верхности
2.3 Граничные условия скольжения бинарной газовой смеси
вдоль поверхности малой кривизны
2.4 Применение полученных результатов к анализу диффу-
зиофореза умеренно крупных нелетучих аэрозольных частиц
2.5 Основные результаты и выводы
Глава 3. ПЛАЗМООБРАЗОВАНИЕ ПОД
ДЕЙСТВИЕМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА АЭРОЗОЛЬНУЮ ЧАСТИЦУ
3.1 Постановка задачи и обзор ранее полученных
результатов
3.2 Плазмообразование при квазистационарном движении
пара в адиабатическом приближении

3.3 Учет влияния поглощения на газодинамику парового
ореола
3.4 Анализ результатов
3.5 Основные результаты и выводы
Глава 4. ПОГЛОЩЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЧАСТИЦЕ
4.1 Постановка задачи и обзор ранее полученных
результатов
4.2 Поглощение электромагнитного излучения в сферичес-
кой частице
4.3 Поведение электронной плазмы в плоском слое металла
в переменном электрическом поле
4.4 Анализ результатов
4.5 Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение А. ВЫРАЖЕНИЯ ДЛЯ МОМЕНТОВ ИНТЕГРАЛА СТОЛКНОВЕНИЙ ОТ ФУНКЦИЙ КОМПОНЕНТ СКОРОСТИ
Приложение Б. ВЫРАЖЕНИЯ ДЛЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В ФУНКЦИИ ЧЕПМЕНА - ЭН-СКОГА И БАРНЕТТА ДЛЯ БИНАРНОЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы.
Интенсивное исследование физических процессов в аэрозольных системах обусловлено постоянно растущей значимостью таких систем как в вопросах экологии, так и в промышленном производстве [1-3]. С дисперсными системами приходится сталкиваться как в физике атмосферы, так и в физике космического пространства. Дисперсные системы находят применение в ряде технологических процессов. В то же время другие технологические процессы требуют тщательного контроля аэрозольной составляющей. Все это требует детального знания как динамических, так и физических, в том числе электромагнитных, свойств дисперсных систем.
На практике часто приходится иметь дело с «разреженными » дисперсными системами, т.е. с такими системами, расстояния между частицами в которых существенно превышает характерный размер самих частиц. С такими системами мы имеем дело в физике атмосферы, а также во многих технологических процессах. В этом случае каждую отдельную дисперсную частицу можно рассматривать независимо от других. При этом наличие других частиц в системе можно учесть либо в качестве коллективного эффекта, либо по теории возмущений. Именно такой случай «разреженных» дисперсных систем будет рассмотрен ниже.
Размер частиц в дисперсных системах может варьировать в широких пределах. При рассмотрении динамических свойств аэрозолей определяющим является число Кнудсена Кп, определяемое как отношение средней длины свободного пробега молекул газа I к характерному размеру частицы Я
Кп=ъ (1)
При этом частицы подразделяются на мелкие, для которых Кп$> 1, крупные, когда Кп -С 1 и промежуточного размера Кп ~ 1. Часто бывает удобно выделять в отдельный класс частицы умеренно крупного размера, для которых 0,01 < Кп < 0,3. Динамические

0К = -2,142 + 0,625(1 -ат)
/Зц = 0,627 + 0,736(1 - ае) - 0,729(1 - ат)
Граничные условия на радиальную скорость газа ъу и радиаль-дТе
ныи поток тепла можно определить как непосредственно из
решения кинетического уравнения, так и с использованием законов сохранения. Воспользуемся последним методом.
Рассмотрим вывод граничного условия на радиальную скорость газа гу (и, соответственно, на радиальный поток массы ргу).
Далее рассмотрим случай нелетучей частицы, когда на ее поверхности отсутствуют источники и стоки молекул. Иными словами, предположим, что на поверхности не происходит процесса испарения или конденсации (а также адсорбции и десорбции). В этом случае на поверхности частицы нормальная компонента среднемассовой скорости газа равна нулю, так как отсутствует нормальный поток массы.
Полную среднемассовую скорость газа гг можно представить в виде суммы гидродинамической скорости газа и и « кинетической » скорости газа йКп, обусловленной отличием функции распределения газа от чепменовской. Скорость ик" отлична от нуля только в слое Кнудсена.
И5 = й+йКп (1.32)
На поверхности частицы справедливо следующее равенство
гиг = иг + и*п = 0, г
Отсюда получаем
ит = —и*п, г = Я (1.33)
В рассматриваемом нами линейном случае полная среднемассовая скорость газа гг должна удовлетворять следующему уравнению