Гравитационное оседание
Cтраница 3
Тропосферные выпадения состоят в основном из частиц с радиусами между 1 и 10 мк, которые могут переноситься на значительные расстояния, прежде чем выпадут из атмосферы. И если крупная фракция частиц этого диапазона размеров выпадает из атмосферы также в основном за счет гравитационного оседания, то для более мелких фракций существенную роль начинает играть вымывание осадками. [31]
Частицы ныли, дыма или тумана при свободном падении быстро достигают такой постоянной скорости, при которой аэродинамическое сопротивление, действующее на частицу, становится равным ее весу. Если размер частицы сравним с средней длиной свободного пробега молекул газа, то удары этих молекул приводят к случайному ( броуновскому) движению, которое накладывается на ее гравитационное оседание. При очень малых размерах частицы и коротком времени наблюдения падение ее полностью маскируется броуновским движением. При рассмотрении скорости падения целесообразно взять простейший случай оседания жесткой сферической частицы в газе в отсутствие влияния других частиц и стенок сосуда. Если частица велика по сравнению с длиной свободного пробега газовых молекул, но не настолько велика, чтобы могли проявиться эффекты, связанные с инерцией газообразной среды, то применим закон Стокса. [32]
Анализируя далее термодинамически равновесную двухжидкостную смесь, для которой температуры и давления газа и частиц совпадают между собой ( Tg Td Т, pg Pd P), будем предполагать, что компоненты мгновенной скорости в продольном к потоку направлении также совпадают, а поперечные отличаются на постоянную величину Wd - скорость гравитационного оседания твердых частиц в жидкости. [33]
Для оценки полноты вытеснения бурового раствора цементным Р. И. Шищенко был предложен критерий ( без учета смешения) D. Однако, как показывает анализ работы А. X, Мирзаджанзаде, параметр D, характеризуя условие гравитационного оседания границы раздела глинистого и цементного растворов после окончания процесса продавки, не полностью характеризует полноту вытеснения цементным раствором глинистого в интервале подъема цементного раствора и поэтому не совсем точно оценивает качество цементирования. [34]
Таким образом, показано, что и при умеренных, и при неограниченных градиентах насыщенности усредненное распределение насыщенностей, отвечающее периодическому изменению давлений или расходов нагнетаемой и отбираемой жидкости, совпадает с распределением насыщенностей при соответствующем стационарном режиме нагнетания и отбора. Математическая модель циклического воздействия, представляющая собой обычную двумерную систему уравнений двухфазной фильтрации с периодическими граничными условиями для давлений или скоростей, не объясняет эффективность рассматриваемого процесса. Понятно, что при изменении ( снижении) скорости нагнетания может происходить относительная интенсификация гравитационного оседания воды и замещения воды нефтью. Капиллярная пропитка малопроницаемых нефтенасыщенных слоев водой из высокопроницаемых слоев также может стать относительно более эффективной при снижении скорости фильтрации. [35]
При опрыскивании с вертолета поведение учетных пластин под воздействием воздушного потока от несущего винта существенно влияет на распределение отложений жидкости. При медленном полете на малой высоте нисходящий воздушный поток от несущего винта наиболее интенсивен и реакция учетных пластин максимальна. Действие турбулентных вихрей или отражения воздушного потока от поверхности земли вверх, по-видимому, не в состоянии преодолеть гравитационное оседание ( по крайней мере для капелек диаметром больше 200 ц), но боковые скорости оседающих капелек могут достигать вблизи земли больших величин, что существенно влияет на распределение отложений жидкости. При скорости полета, превышающей некоторое критическое значение ( - 13 м / сек для вертолета Сикорский S51), воздушный поток от несущего винта перестает влиять на оседание капелек и распределение отложений становится близким к наблюдаемому при опрыскивании с самолета на сходном режиме. [36]
Однако в опытах с мелкими частицами ( 30 - 100 мкм) отмечено качественно новое явление: облако как бы раздваивалось и оставляло на земле два следа. Первый из них, расположенный далеко по ветру от точки выброса, соответствовал нормальному рассеянию облака; второй след располагался значительно ближе к точке выброса и соответствовал быстрому оседанию облака со скоростью, в несколько раз превышающей стоксову скорость гравитационного оседания отдельной частицы. При выбросе частиц на небольшой высоте ( 100 - - 200 м) на земле образовывался лишь один след осевших частиц, соответствующий быстрому оседанию облака. [37]
 |
Перечень основных загрязнителей. [38] |
В этом диапазоне размеров частицы во взвесях имеют время жизни от нескольких секунд до нескольких месяцев. На поведение частиц размером менее 0 1 мкм оказывает существенное влияние броуновское движение за счет столкновения с отдельными молекулами. Частицы размерами между 0 1 и 1 мкм в спокойной атмосфере имеют скорости оседания несравненно меньше, чем скорость ветра; при размере более 1 мкм оседание заметно, но все еще мало; для частиц размером примерно 20 мкм скорости оседания уже велики, и такие частицы удаляются из атмосферы гравитационным оседанием или другими инерционными процессами. Более детально эти вопросы рассмотрены в разд. [39]
Весьма вероятно, что большая часть родия поднялась вместе с огненным шаром на высоту свыше 100 км и вещество, поднятое на эту высоту, оказалось в моле-кулярно-дисперсном состоянии. Первый член связан с потоком вещества под действием молекулярной и турбулентной диффузии вдоль градиентов концентрации; в результате происходит горизонтальное и вертикальное рассеяние газового облака или облака частиц. Второй член учитывает гравитационное оседание примеси. Учет второго фактора очень важен на больших высотах, так как он в значительной степени определяет вертикальное движение облака. Поскольку молекулярный вес Rh 02, его окислов или любых других соединений превосходит молекулярный вес воздуха, то немедленно начинается осаждение. [40]
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. [41]
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. [42]
Радиоактивные аэрозоли образуются по-разному в зависимости от типа взрыва. Различают три главных типа взрывов ( в атмосфере. При контактных взрывах значительное количество вещества поверхности втягивается в огненный шар. Это вещество плавится или испаряется и смешивается с радиоактивными осколками. Значительная часть образующихся частиц крупнее 20 мк; эти частицы выпадают из атмосферы достаточно быстро в результате гравитационного оседания и образуют локальные выпадения. Доля таких выпадений от общего количества радиоактивного вещества, выделившегося при взрыве, колеблется практически от нуля при высотных взрывах в воздухе почти до 100 % при наземных взрывах малой мощности. [43]
Для частиц крупнее 60 - 70 мкм основным становится оседание частиц под действием силы тяжести. Аналогичное рассмотрение для комара показывает, что дыхание не играет заметной роли в суммарном балансе вещества, попадающего на насекомое. Зацепление преобладает для частиц диаметром от десятых долей до 5 мкм. Затем вплоть до 50 мкм основным фактором является инерционное оседание. Частицы крупнее 60 - 70 мкм, как и для саранчи, в основном попадают на комара в результате гравитационного оседания. На суммарное количество ядохимиката ( либо физиологически активного вещества), попадающее на насекомое в момент пролета им через аэрозольное облако, как видно из соотношения ( 51), размер частиц влияет как через величину эффективной скорости оседания, так и через величину импульса концентрации. Характер изменения величины р, пропорциональной выражению, стоящему в скобках, в зависимости от размера был только что проанализирован. [44]
Страницы: 1 2 3