Cтраница 4
Частицы, взвешенные в неподвижной атмосфере, медленно оседают под действием силы тяжести; в закрытом сосуде они осаж-даются в конечном счете на дно, если же они достаточно малы, то вследствие диффузии часть их будет осаждаться на стенках. Если коагуляция не имеет места, то градиент концентрации частиц в моно - или полидисперсном аэрозоле и скорость их оседания могут быть легко вычислены как для неподвижного, так и для перемешиваемого аэрозоля. Если же частицы подвергаются действию сил инерции, возникающих в потоке газа при изменении его направления, либо испытывают действие термических или электрических сил, то картина становится более сложной. В некоторых случаях эти силы могут быть настолько велики, что по сравнению с вызванным ими движением гравитационным оседанием и диф фузией можно пренебречь. [46]
Частицы, взвешенные в неподвижной атмосфере, медленно оседают под действием силы тяжести; в закрытом сосуде они осаждаются в конечном счете на дно, если же они достаточно малы, то вследствие диффузии часть их будет осаждаться на стенках. Если коагуляция не имеет места, то градиент концентрации частиц в моно - или полидисперсном аэрозоле и скорость их оседания могут быть легко вычислены как для неподвижного, так и для перемешиваемого аэрозоля. Если же частицы подвергаются действию сил инерции, возникающих в потоке газа при изменении его направления, либо испытывают действие термических или электрических сил, то картина становится более сложной. В некоторых случаях эти силы могут быть настолько велики, что по сравнению с вызванным ими движением гравитационным оседанием и диффузией можно пренебречь. [47]
Вначале им было выведено уравнение сплошности для замкнутой системы без внутренних источников и стоков. Анализ его производился совместно с интегральным уравнением баланса вещества в системе для конкретного случая перегонки полидисперсного аэрозоля. Таким образом, в этой работе уже были заложены принципы замкнутого математического описания дисперсных систем. [48]
Если аэрозоль монодисперсен, то возникает возможность измерения коэффициента ослабления частиц заданного сорта - калиброванного аэрозоля. Такая методика позволяет, изменяя параметры излучения и перебирая монодисперсные аэрозоли различного радиуса, исследовать закономерности поведения групп частиц полидисперсных аэрозолей при разных энергетических условиях. [49]
Однако эти данные являются далеко недостаточными. Для полной характеристики систем и анализа явлений, происходящих в процессе распыления и осаждения заряженных частиц, необходимо иметь данные о размерах и зарядах отдельных частиц и распределении их в факеле полидисперсного аэрозоля. [50]
Особенностью аэрозолей, отличающей их от всех остальных коллоидных систем ( помимо природы образующих фаз), является наличие у них лишь кинетической устойчивости. Так как число столкновений частиц быстро растет с увеличением объемной концентрации аэрозоля, то аэрозоли нельзя получить при очень высокой концентрации. В полидисперсных аэрозолях мелкие частицы сравнительно быстро перехватываются более крупными частицами, поэтому монодисперсные дымы коагулируют сравнительно медленнее. [51]
В уравнении (16.19) скорости коагуляции частиц различных размеров образуют систему обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений. Поскольку происходит коагуляция, количество уравнений, требуемых для описания распределения совокупности размеров аэрозоля, мржет составлять 1000 и более. Например, для определения изменений в распределении размеров для нескольких прокоагулиро-вавших моно дисперсных и полидисперсных аэрозолей Хайди [65] решал системы из 600 уравнений, и даже тогда имелись примеры, когда материал был потерян, так как некоторое количество частиц коагулировало до размеров, больших, чем наибольший учитывавшийся размер. [52]
Отмечается большое влияние на процесс разделения. При достаточной толщине ее наблюдается задерживание твердых частиц в. В этой связи целесообразно упомянуть о результатах экспериментального исследования [307] закономерностей разделения полидисперсного аэрозоля при помощи фильтровальной перегородки, состоящей из кварцевого песка с размером частиц 1 - 3 мм. [53]
Основные закономерности процессов переноса излучения полидисперсным атмосферным аэрозолем можно понять, применив теорию Ми рассеяния излучения к атмосферным частицам. Интервал распределения частиц по размерам для атмосферного аэрозоля довольно широк. Однако, предполагая, что частицы заданного ансамбля аэрозолей являются сферическими и рассеивают излучение независимо, реальную картину рассеивающих и поглощающих свойств полидисперсного аэрозоля можно получить, выполнив расчеты интересующих величин для отдельных частиц, и затем осуществить их интегрирование в соответствии с функцией распределения числа частиц по размерам, которая в общем случае может быть произвольной. [54]
Много усилий было приложено к тому, чтобы сделать контуры освещающего пучка возможно более резкими. Это необходимо для того, чтобы исключить обнаруженную в коллоидных золях68 и аэрозолях30 ошибку, вызванную включением в счет частиц, находящихся вне светового пучка ( но вблизи его) и освещаемых лучами, рассеиваемыми частицами, находящимися внутри пучка. Это - трудно устранимый источник ошибок, поскольку глубина фокуса микроскопа не должна быть меньше толщины светового пучка и при подсчете частиц полидисперсного аэрозоля невозможно отличить слабо освещенные крупные частицы, находящиеся вне пучка, от мелких частиц внутри его. Допускаемые при этом ошибки могут иногда достигать 100 %, что послужило толчком к разработке новой конструкции ультрамикроскопа. [55]
Из уравнений (13.51), (13.52) следует, что мелкие аэрозоли укрупняются быстрее. С увеличением размера частиц скорость коагуляции снижается. Монодисперсные аэрозоли с диаметром частиц более 5 мкм не коагулируют вообще. Полидисперсные аэрозоли коагулируют быстрее. Наиболее эффективна коагуляция в турбулентном потоке. [56]