Аэрозоль полидисперсный

Дисперсность аэрозолей является важнейшей величиной, от к-рой в значительной степени зависят почти все свойства аэрозолей. Размер частиц В аэрозолях может изменяться в довольно широких пределах. Так, в дождевых облаках капельки имеют диаметр примерно Ю" —5 10" см, в сернокислотном тумане, образующемся в концентрационных аппаратах, 0,5 10" —5 10" см, в табачном дыме (правильнее тумане) 2 Ю — Содержащиеся в атмосфере мельчайшие твердые и жидкие частицы, служащие ядрами конденсации водяного пара и носящие при наличии на них электрич. заряда название тяжелых ионов, имеют размер порядка 2 10 —10" см. Наконец т. н. средние ионы представляют собой молекулярные агрегаты порядка 10" —10 и. Огромное большинство природных и промышленных аэрозолей полидисперсно, т. е. содержит частицы различных размеров. Поэтому для полной характеристики аэрозолей обычно знание среднего размера частиц недостаточно, требуется также знать распределение частиц по размеру, т. е. процент частиц, размер к-рых лежит в определенных пределах. В качестве примера приведем распределение частиц по размеру в пыли, образующейся при механич. обработке песчаника. [c.362]

С граничным условием /(г=0)=/о. Уравнение (4.1) дополняется соотношением связи, обеспечивающим установление вида нелинейного взаимодействия. В данном случае этим соотношением является определение полидисперсного коэффициента ослабления в процессе регулярного испарения частиц. Для аэрозоля, имеющего концентрацию частиц Nq и спектр начальных радиусов /о(ао), мгновенный коэффициент ослабления выражается следующим образом [c.97]

При распространении сфокусированного пучка мощного лазерного излучения в реальной атмосфере с фоновым аэрозолем возникает необходимость учета полидисперсности среды и ее турбулентного состояния. Первый фактор определяет статистику реализаций концентрации частиц с размерами йег, превышающими критический, в области каустики мощного пучка. Второй фактор обусловливает случайные пространственные выбросы излучения и турбулентное уширение пучка, которые в свою очередь приводят к случайному характеру реализации пороговых интенсивностей пробоя. [c.170]

Рассмотрим для определенности однородный по химическому составу полидисперсный аэрозоль, который описывается функцией распределения частиц по размерам типа формулы Юнге [c.171]

Порошок или аэрозоль называют монодисперсным, когда составляющие их частицы имеют одинаковый размер, и полидисперсным при содержании в них частиц разного размера. Монодисперсных порошков и аэрозолей в природе практически не существует. Имеются лишь некоторые порошки и аэрозоли, которые по размерам частиц близко приближаются к монодисперсным (споры грибов, специально получаемые туманы и др.). Степень дисперсности системы частиц может быть оценена отношением [c.9]

Важными свойствами аэрозолей являются концентрация, размер частиц, полидисперсность и стабильность. Оптимальный диаметр частиц аэрозоля — 30—60 мкм. Размер частиц, как и степень полидисперсности, зависит от молекулярной массы пленкообразователя, поверхностного натяжения системы и условий распыления. Характеристики аэрозоля существенно изменяются при продвижении его от кромки распылителя к поверхности, на которую наносят материал полидисперсность уменьшается и одновременно происходит выравнивание концентрации аэрозоля по сечению факела. При движении аэрозолей жидких материа- [c.192]

Важнейшей характеристикой полидисперсной системы аэрозоля является дифференциальная функция распределения частиц по размеру [c.85]

Наиболее важными свойствами аэрозолей являются концентрация, размер частиц, полидисперсность, стабильность (кинетическая и агрегативная устойчивость). [c.194]

В этой связи в работах [11, 16] выполнен цикл расчетов с целью установления возможных влияний неточно заданных оптических постоянных х(Х) на параметры рассеяния и поглощения полидисперсного атмосферного аэрозоля. [c.113]

Коэффициенты аэрозольного рассеяния, поглощения и ослабления. Для полидисперсной системы атмосферного аэрозоля величина коэффициентов рассеяния, поглощения и ослабления определяется функцией распределения геометрического сечения (а) и фактором эффективности /С(р, т). Если частицы аэрозоля имеют одинаковый состав (одинаковый комплексный показатель преломления т), то коэффициент аэрозольного ослабления [c.115]

Коэффициенты аэрозольного ослабления характеризуются рядом общих свойств для различных аэрозольных образований. К числу таких свойств относится полное сглаживание мелких осцилляций в зависимости фактора эффективности /С(р, т) от р для полидисперсного аэрозоля. Более того, при довольно широком распределении частиц по размерам в реальной атмосфере обычно сглаживаются и крупные осцилляции кривой /С(р), а заметным остается только первый максимум. [c.115]

В первой главе метод оптических операторов излагается на примере теории светорассеяния полидисперсной системой сферических частиц с привлечением теории дифракции Ми. Вводя оптические операторы взаимного преобразования элементов матрицы рассеяния Мюллера полидисперсным аэрозолем, удается построить замкнутую теорию поляризационного зондирования локальных [c.8]

Оптика атмосферы в значительной мере определяется рассеянием света на молекулах и частицах [27]. При решении задач теории рассеяния света аэрозолями принято считать, что в любом локальном объеме воздуха при нормальных условиях их можно представить как систему однородных сферических частиц различного размера. В связи с этим в пределах настоящей главы излагаются теория и численные методы решения обратных задач светорассеяния полидисперсными системами сферических частиц. Разумеется, указанная система частиц рассматривается не более как морфологическая модель (если акцентировать внимание на форме рассеивателей, играющих важную роль в подобных задачах) реальной дисперсной рассеивающей среды. Оптическое соответствие модели и среды требует надлежащей проверки, о чем подробно говорится в заключительном разделе главы. В основе аналитических построений излагаемой ниже теории лежит понятие оператора перехода, осуществляющего преобразование одного элемента матрицы полидисперсного рассеяния в другой. В результате для матрицы Мюллера, адекватно описывающей прямые задачи светорассеяния системами частиц, удается построить матрицу интегральных (матричных) операторов взаимного преобразования ее элементов. [c.14]

Построение одномерной обратной задачи светорассеяния для полидисперсной среды можно рассматривать с физической точки зрения как ее замену некой оптически эквивалентной системой сферических частиц. В оптике аэрозоля подобную эквивалентность принято устанавливать по равенству либо объемов, либо полных поверхностей, и тогда остается лишь подобрать надлежащим образом линейный размер эквивалентной сферы. Используя введенный выше параметр 0, нетрудно найти соответствующие соотношения и = Щ и То = Щ. Поскольку для тела сферической формы средний диаметр 7о = 4а /3, то исходный полидисперсный интеграл типа (1.105) может быть переписан в следующем виде [c.78]

Предположим, что частицы рассматриваемой дисперсной среды имеют эллипсоидальную форму. Вводя коэффициенты асимметрии тела по осям 1 = а/с и 2=Ь1с, где с — наименьшая из осей эллипсоида, можно найти выражение для расчета параметра 0 (то же функции 0( 1, 2)). Указанное расчетное соотношение приводилось ранее в работах авторов [17]. На рис. 1.6 приведена функция П( 1 2) (мера симметрии) для эллипсоидальной частицы. Параметр т] быстро убывает по мере роста значений величин и что делает возможным применение методов теории возмущений к полидисперсным интегралам, рассматривая их как функционалы от распределения г] ( 1, 2) Кроме того, при 1 и 2 1 ( ь Ъ) также стремится к единице, и эллипсоидальная частица превращается в сферическую. Трудно ответить на вопрос, в какой мере было бы оправдано построение подобной теории возмущений для целей микроструктурного анализа атмосферных аэрозолей. В настоящее время существуют методы расчета характеристик светорассеяния частицами цилиндрической формы. Интересно оценить для них значения параметра 0. Нетрудно показать с помощью прямых вычислений, что [c.79]

Оптические операторы, осуществляющие взаимные преобразования различных характеристик светорассеяния полидисперсными системами частиц, вводились в оптику дисперсных сред на примере частиц сферической формы. В настоящее время эта система частиц играет роль основной морфологической модели при решении прямых и обратных задач оптики атмосферного аэрозоля. Заметим, что построение аналогичных операторов для полидисперсных систем, частицы которых имеют иную геометрическую форму, может быть осуществлено аналогичным образом. Действительно, если микроструктуру дисперсной среды описывать распределением Л (/, 1 ), то соответствующие полидисперсные интегралы будут двухкратными, и, следовательно, операторы типа Ка находятся путем численного обращения двухмерных матричных уравнений. Операторы перехода будут также двухмерными. Поэтому обобщение изложенной в первой главе теории светорассеяния системами частиц на дисперсные среды с произвольной морфологией связано, прежде всего, с увеличением размерности операторов. Хотя это и влечет увеличение объема вычислений при обработке оптической информации, в алгоритмическом плане не вызывает каких-либо особых затруднений. Описанные выше процедуры обращения могут быть достаточно просто расписаны для многомерных обратных задач. Более существенные трудности обусловливаются сложностью решения дифракционных задач при переходе к частицам с формой, отличной от сферической. Обстоятельный обзор по этим вопросам дан в монографии [9]. [c.84]

При построении теории метода лазерного зондирования в предыдущем разделе исследуемая дисперсная среда была представлена полидисперсной системой частиц, независимо рассеивающих падающее оптическое излучение. Если говорить о реальных аэрозольных системах, то нельзя не признать, что подобная модель носит несколько абстрактный характер. Частным задачам присуща большая физическая определенность, и это позволяет строить более содержательные методы интерпретации оптических данных. Подобным примером является теория лазерного зондирования аэрозолей пограничного слоя атмосферы. Характерной особенностью в этом случае является наличие вполне определенных физических закономерностей, которые сказываются на простран- [c.106]

Не меньший практический интерес представляет использование лидаров ИК-диапазона для исследования атмосферных дымок. Как показали предварительные численные расчеты [32] и непосредственные измерения [28], наблюдается сильная спектральная зависимость коэффициента обратного рассеяния n( ) в диапазоне 9 11 мкм], перекрываемого перестраиваемым СОг-лазером. Ясно, что она обусловлена зависимостью in X) и существенно коррелирует с химическим составом аэрозоля [28]. В связи с этим для ИК-диапазона возможна постановка обратных задач светорассеяния полидисперсным аэрозолем, решение которых позволяет найти и параметры микроструктуры, и идентифицировать химический состав. [c.146]

Из теории многочастотного лазерного зондирования аэрозолей видно, что оптические методы исследования рассеивающих сред эффективны лишь при определенных объемах измерительной информации. Построить содержательную теорию метода зондирования и гарантировать его эффективное применение можно лишь на основе содержательных обратных задач светорассеяния. Ниже дадим краткое изложение теории многочастотного касательного зондирования рассеивающей компоненты атмосферы. Исходным аналитическим аппаратом наших построений, как и ранее, будут служить оптические операторы светорассеяния полидисперсными системами частиц. Одновременно с этим мы распространим операторный. подход и на молекулярное рассеяние в атмосфере. [c.163]

В связи с изучением различных дрейфов частиц предлагалось так объяснить процесс коагуляции в звуковом поле изменение среднего расстояния между частицами полидисперсного аэрозоля, т. е. их сближение, происходит за счет различной скорости дрейфа частиц, различающихся по размеру. [c.650]

Все технические аэрозоли полидисперсны. Для получения покрытий более предпочтительны, однако, аэрозоли с небольшой палидисперсностью, когда размеры частиц находятся в пределах З-Ю" —6-10 м. Степень полидисперсности и размер частиц зависят от вязкости, поверхностного натяжения лакокрасочного материала и условий распыления. Они изменяются по мере удаления аэрозоля от кромки распылителя. При движении аэрозолей жидких красок имеют место два процесса испарение растворителей, приводящее к уменьшению размера частиц (капель) и коагуляция частиц, сопровождающаяся их укрупнением. В результате полидисперсность аэрозоля уменьшается и его концентрация по сечению факела постепенно выравнивается (рис. 7.1). [c.194]

Более 70% выпускаемых лакокрасочных материалов наносят пневматическим распылением без нагрева при 15—20 °С и относительной влажности воздуха 65—70% (основной способ) и с нагревом до 55—80 °С. При пневматическом распылении аэрозоль образуется путем дробления материала струей сжатого воздуха. В процессе дробления жидкости образуется движущаяся масса полидисперсных капель — аэрозольная струя, так называемый факел. При перемещении этой струи к изделию за счет движения капель происходит их перемешивание, обеспечивающее распределение материала по сечению аэрозольной струи. Образовавшийся аэрозоль, движущийся в направлении воздушной струи, при столкновении с изделием коагулирует, капли сливаются и на поверхности изделия оседает слой наносимого материала (рис. 9.10). Выходящая из форсунки аэрозольная струя представляет собой турбулентный поток, скорость движения которого снижается по мере приближения к изделию. Часть наиболее мелкой фракции капель, потеряв скорость, не достигает поверхности изделия и уносится уходящим потоком воздуха, образуя туман. Потеря материала на туманообразо-вание возрастает со снижением скорости движения аэрозольной струи по мере приближения к изделию. Если скорость потока невелика, жидкость не дробится. [c.203]

Зная функции распределения, можно определить необходимые параметры, характеризующие полидисперсную систему. Наиболее важ-ньгм является диаметр частиц. При проведении расчетов тепло- и мас-сопереноса, рассеяния света и других процессов в двухфазных потоках используется понятие средний диаметр . Средний размер частиц позволяет произвести как бы замену реального аэрозоля неким монодис-персным. Ниже приведен физический смысл средних размеров. При описании двухфазных потоков используют среднеарифметический диаметр dp , среднеповерхностный диаметр частиц dp ,s, среднеобъемный (среднемассовый) диаметр частиц dp ,v, которые определяются как [c.86]

Аэрозоли или распыленные СОТС представляют собой полидис-персные гетерогенные системы, в которых дисперсной фазой являются сферические движущиеся капли жидкости. Специфические свойства аэрозолей обусловлены в основном их полидисперсностью, поэтому наиболее естественным признаком классификации таких систем является их дисперсность. Аэрозоль может быть системой грубой, коллоидной и аналитической дисперсности. Грубодисперсный аэрозоль содержит частицы размером более О, 5... 1 мкм, аэрозоли коллоидной дисперсности - частицы вещества коллоидных размеров, т.е. 5...500 нм, аэрозоли аналитической дисперсности - частицы размером 1...5 нм. Дисперсность аэрозолей сложным образом зависит от физико-технических свойств распыляемой жидкости, конструкции сопла, способа и режима распыления. Воздушные аэрозоли получают из любых жидкостей. Существующие устройства позволяют распыливать грубодисперсные СОТС. [c.169]

Дисперсионные методы — дробление, измельчение взрывом, распыление жидкостей в форсунках (см.) и т. д. дают как правило чрезвычайно полидисперсные аэрозоли, состоящие в основной своей массе из грубих частиц (> 10" сж), но всегда содержащие и некоторое количество мелких частиц. В технике диспергирование жидких и твердых тел, особенно топлива, применяется для увеличения их реакционной способности (пылевидное топливо). Для получения высокодисперсных аэрозолей эти методы непригодны. Необходимое при конденсационных методах пересыщение пара м. б. создано либо охлаждением системы (термич. конденсация) либо в результате химич. процесса (химич. конденсация). [c.366]

Результаты точного решения задачи дифракции электромагнитного излучения на проводящих сферических частицах сформулированы Ми [13]. Ее систематическое изложение, пригодное для практического использования в проблеме оптики полидисперсного аэрозоля, с многочисленными результатами и достаточно полной библиографией приведено в монографии Дейрменджана [4]. [c.12]

В соответствии с рекомендациями Витби [33] использована условная классификация компонент полидисперсного аэрозоля с различными физико-химическими свойствами ядра конденсации (г , = 0,0473 мкм) аккумулятивная фракция (/ 2=0,302 мкм) грубодисперсная пылевая фракция (г з =2,539 мкм). Указанные численные значения среднегеометрических радиусов соответствуют естественному гармоническому разложению одной из типичных гистограмм приземного аэрозоля (см. рис. 4.1). В дисперсном составе атмосферного аэрозоля содержание грубодисперсной фракции подвержено наибольшим динамическим изменениям (см. рис. 2.5). Однако ее существование и природа происхождения как результат эрозии почвенного покрова в настоящее время не вызывает сомнений [19, 33]. [c.105]

Обратимся к результатам модельных оценок. Особенности математического аппарата, лежащего в основе расчетных программ для ЭВМ указывались в п. 1.2 и 4.2. Алгоритм расчета оптических параметров для однородных полидисперсных сфер внедрен в Государственный фонд алгоритмов и программ [19]. В табл. 5.4 сгруппированы оптические характеристики, определяющие энергетику монохроматического лазерного излучения при распространении в аэрозольной атмосфере и оптико-локационные характеристики аэрозоля, необходимые для оценки потенциальных возможностей лазерных локаторов или фонов обратного рассеяния в оптических системах связи. В табл. 5.4 приведены статистические модели вертикального профиля объемных коэффициентов ослабления ( i), поглощения ( ) и обратного рассеяния ( . ) для фоновой модели глоба ьного аэрозоля, а также указаны соответствующие среднеквадратичные отклонения ( 6 ), возникающие за счет вариации профиля N[h) в соответствии с масштабом 6Л (Л). Результаты приведены для наиболее употребительных длин волн лазерного зондирования i=0,53 0,6943 1,06 и 10,6 мкм. [c.144]

В первой главе изложена теория обратных задач светорассея ния полидисперсными системами частиц. Как известно, атмосфер ные аэрозоли играют существенную роль в физических и химиче ских процессах, происходящих в атмосфере, а также в значительной степени обусловливают пространственно-временную изменчивость ее оптических характеристик. Помимо этого, явление аэрозольного светорассеяния широко используется в дифференциальных методиках зондирования газовых компонент атмосферы на основе эффектов молекулярного поглощения. Здесь аэрозоли играют роль диффузно-распределенного трассера. Решение обратных задач молекулярного рассеяния не вызывает особых затруднений, чего уже нельзя сказать о рассеянии на аэрозолях. Сложный характер взаимодействия оптического излучения с аэрозольными системами делает задачу интерпретации соответствующих оптических данных весьма затруднительной. Обратные задачи оптики дисперсных рассеивающих сред следует рассматривать как особый класс обратных задач оптики атмосферы. Соответствующую теорию вычислительных методов удобно строить на основе так называемых оптических операторов теории светорассеяния полидисперсными системами частиц. Оптические операторы осуществляют взаимные преобразования одних оптических характеристик светорассеяния локальными объемами дисперсных сред в другие. Так, с помощью соответствующего оператора, зная спектральный ход аэрозольного коэффициента ослабления, можно-прогнозировать спектральный ход коэффициента рассеяния, либО обратного рассеяния и т. п. Для построения указанного оператора требуется знание показателя преломления аэрозольного вещества и морфологии частиц. Ниже в основном будет использоваться предположение о сферичности частиц рассеивающей среды. Операторный подход весьма просто распространяется на молекулярное рассеяние, что позволяет в рамках единого методологического подхода построить теорию оптического зондирования рассеивающей компоненты атмосферы. [c.8]

В задачах оптического зондирования аэрозолей мы, естественно, заинтересованы в уменьшении трассы Ь, с тем чтобы результаты последующего обращения характеристики Рел (Я) = = % %, Ь)/Ь были увязаны с возможно меньшим освещенным объемом исследуемой среды. Однако в условиях высокой прозрачности атмосферы величина /(Я, ) близка к /о(Я), и операция логарифмирования эмпирических данных становится неустойчивой. В силу этого предпочтительно использовать при малых L (соответственно близких /(Я) и /о(Я)) регуляризирующие методики оценки т(Я). Их нетрудно построить на основе метода обратной задачи светорассеяния. Действительно, аэрозольная оптическая толща т (Я) может быть представлена полидисперсным интегралом с ядром Кех ( Д), т. е. виде Ь- Кех5) К). Используя [c.180]

Костин Б. С., Наац И. Э. Исследование атмосферных аэрозолей методом многочастотного лазерного зондирования. I. Теория метода и основы дистанционного микроструктурного анализа аэрозольных полидисперсных систем.—Деп. в ВИНИТИ, per. № 1566—84 от 13.02.84.—63 с. [c.276]

Выберем длину волны зондирующего излучения таким образом, чтобы максимальное значение параметра Ми Хтах для рассматриваемого ансамбля полидисперсного аэрозоля соответство вало диапазону х, на котором фактор эффективности К(т, х) достигает первого максимума. В этой области значений х величина К допускает удовлетворительную аппроксимацию с помощью линейной функции [c.84]

Полидисперсное множество капель, получающихся при распылении жидкости акустическими колебаниями, может рассматриваться как статистическая совокупность. Наиболее полной характеристикой качества распыления является функция распределения капель аэрозоля, которая может быть выражена в виде аналитической формулы, таблицы или кривой распределения. Для многих технологических расчетов решающее значение имеют функции весового или объемного распределения капель аэрозоля. Функция распределения диаметров капель аэрозоля несет в себе наиболее 1у)лную информацию о физической природе процесса распыления жидкостей акустическими колебаниями. При этом, разумеется, необходимо, чтобы найденное распределение соответствовало аэрозолю первичного (исходного) состава. По мере хода процесса распыления, в результате акустической коагуляции состав аэрозоля может изменяться. Как известно, интенсивность акустической коагуляции возрастает с увеличением концентрации аэрозоля и с ростом уровня акустической энергии. Поэтому влияние коагуляции наиболее заметно сказывается при распылении жидкостей в режиме большой мощности акустических колебаний. При исследовании аэрозоля, образованного распылением сравнительно летучих жидкостей, следует также принимать во внимание изменение его дисперсного состава, вызванного испарением меньших капель и конденсацией пара вблизи более крупных капель. Этот процесс, протекающий в любых условиях, существенно интенсифицируется также при нало->кении мощного акустического поля [32, 33]. [c.343]

Некоторые исследователи [26, 27] объясняли процесс турбулизацией среды, происходящей при высоких уровнях звука. В связи с тем, что аэрозольные частицы не полностью увлекаются турбулентными пульсациями среды и степень увлечения существенно зависит от их массы, частицы разных размеров движутся с различными скоростями, что приводит к увеличению вероятности их столкновения между собой. Данный механизм вызывает коагуляцию только в случае полидисперсного аэрозоля. Положительная роль турбулентности в явлении акустической коагуляции отмечалась в работе Б. Ф. Подошевникова и др. [27]. Эти авторы установили, что изменение масштаба турбулентности с помощью продольных перегородок в камере вызывает изменение скорости протекания процесса коагуляции. [c.653]

Экспериментировали как с поли-, так и с монодисперсными аэрозолями. В качестве полидисперсных аэрозолей использовались алюминиевая и бронзовая краски, частицы которых имели неправильную чешуйкообразную форму и очень широкий спектр средних размеров от 2 до 46 мк, максимум распределения частиц по размерам — от 5 до 23 мк цинковые белила, максимум распределения которых лежит около 1 мк пыль полихлорвинила, большинство частиц которой имеют размер более 20 мк туман диметилфталата с частицами от 1 до 20 мк, который создавался распылением ультразвуком частоты 2 Мгц ж механическим распылением с помощью пульверизатора. В качестве монодисперсных аэрозолей были выбраны для эксперимента порошок ликоподия, частицы которого имеют округлую форму и размер 20 мк, и споры ликопердона, представляющие собой правильные сферы диаметром 3,5 мк. [c.658]

Агрегаты первого типа наблюдались в таких аэрозолях, как ликоподий, полихлорвинил, крупные частицы алюминиевой краски и крупные капли. Агрегаты второго вида создавались частицами ликопердона, мелкими частицами алюминиевой пыли, цинковыми белилами, мелкими жидкими частицами (о величине частиц можно было судить по амплитуде их смещения). Различие в размерах частиц, образующих в звуковом поле два типа агрегатов, составляет почти порядок. Характеристики режима обтекания частиц средой различаются еще сильнее. Число Рейнольдса, составленное по относительной скорости частицы и среды, в обследованном нами интервале частот и интенсивностей звука для ликоподия принимает значения 0,1—1, а для ликопердона 0,008—0,02. Числа Рейнольдса для наиболее мелких частиц полидисперсных аэрозолей того же порядка, что для ликопердона, для наиболее крупных — того же порядка, что для ликоподия. [c.660]

Образование агрегатов монодисиерсного аэрозоля проходило столь же успешно, что и полидисперсного, причем характер взаимодействия частиц того и другого аэрозоля был одинаков, что является существенным возражением против ортокинетического механизма объединения частиц как единственного, приводящего к коагуляции. [c.664]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...