ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие к третьему изданию из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Издание 3" В настоящей работе изложены теоретические основы процесса образования тумана и приведены формулы, по которым можно рассчитать условия возникновения тумана и тем самым предусмотреть меры его устранения в тех или иных практических случаях. В книге приведен также анализ основных исследовательских работ по изучению условий образования тумана и подтверждению справедливости приведенных теоретических выводов. Поскольку образование тумана при гомогенной конденсации пара возможно только в атмосфере пересыщенного пара, в книге рассмотрены все случаи образования пересыщенного пара. В соответствующих ее разделах разбираются различные случаи образования туманов в производственных условиях, а также приводятся указания, как применять теоретические выводы к решению практических задач. [c.6] При подготовке третьего издания книги автор стремился возможно полнее отразить результаты теоретических и экспериментальных исследований последних лет, представив их в общем виде, удобном для решения практических задач. [c.6] К сожалению, процесс образования зародышей, являющийся начальной стадией гомогенной конденсации пара, которая определяет весь процесс формирования аэрозольной системы, изучен недостаточно полно. Поэтому приведенные в книге некоторые приемы расчета дисперсности и численной концентрации аэрозолей могут вызвать критические замечания читателей. Эти замечания будут приняты автором с благодарностью. [c.6] Туманом называют дисперсную систему, состоящую из капель жидкости, взвешенных в газе. Если в газе взвешены твердые частицы, такую систему называют дымом или пылью. Туман, дым и пыль объединены под общим названием — аэрозоли (см. Приложение 2). [c.7] Образование аэрозоля вообще и тумана в частности происходит при конденсации пара в объеме из его смеси с неконденсирующимся в данных условиях газом (конденсационный аэрозоль) и при механическом дроблении вещества, т. е. диспергировании вещества (см. Приложение 2). Механизм образования частиц и, следовательно, механизм образования аэрозоля в каждом из этих случаев различен, поэтому они должны рассматриваться отдельно. [c.7] Мелкие капли жидкости способны к переохлаждению. Чем меньше радиус капли и чем выше скорость ее охлаждения, тем более значительное достигается переохлаждение. Поэтому есть основания предположить, что при гомогенной конденсации пара вначале всегда образуются жидкие капли, т. е. туман затем, охлаждаясь, капли иногда превращаются в твердые частицы. В связи с этим рассматриваемые в настоящей работе теоретические основы образования тумана при конденсации пара справедливы к процессам образования конденсационных аэрозолей вообще и, следовательно, применяемый в книге термин образование тумана относится к гомогенной конденсации паров любых веществ. Если же переход вещества из газообразной фазы в твердую осуществляется непосредственно, то этот процесс также подчиняется закономерностям, свойственным процессу образования жидких аэрозолей. [c.7] Специфические свойства аэрозолей обусловлены тем, что тон-коизмельченные вещества имеют большую относительную поверхность, вследствие чего повышается роль поверхностной энергии распыленного вещества. Эта энергия увеличивается со степенью измельчения вещества, так как отношение поверхности к объему обратно пропорционально радиусу частицы (для капли Р ]/ = =31г). С уменьшением радиуса частиц, т. е. с повышением дисперсности аэрозолей, сильнее проявляются их особые свойства. [c.7] Специфические свойства аэрозолей, в частности туманов, в одних случаях широко используются для решения всевозможных практических задач, а в других — они создают большие затруднения и потому их образование является нежелательным процессом. Но не только этим объясняется большое значение аэрозолей. В природе и при проведении производственного процесса воздух и газы всегда содержат взвешенные твердые или жидкие частицы. [c.8] Где бы ни находился человек, он всегда сталкивается с аэрозолями в природе, в различных отраслях техники, в сельском хозяйстве, в медицине, в быту и т. д. Круговорот воды на земле, без которого жизнь была бы невозможна, совершается через атмосферные облака. Облака заметно смягчают климат, повышая температуру зимой и снижая ее летом. Однако облака и туманы ухудшают видимость, затрудняя полеты самолетов, передвижение кораблей, автомашин, поездов и др. В связи с этим важно уметь предсказывать возникновение облаков и туманов, а также предотвращать и рассеивать их. Наличие облаков в атмосфере обусловливает выпадение осадков, что способствует получению высоких урожаев. Поэтому изучение условий образования атмосферных облаков с целью их искусственного создания, а также изыскание способов искусственного вызывания осадков имеет большое практические значение. В последние годы при проведении исследований в этом направлении были получены первые практические результаты, открывающие огромные возможности перед сельским хозяйством. [c.8] Процесс туманообразования широко используется для уничтожения микробов ядохимикатами и лечения болезней людей и животных лекарственными препаратами. Для уничтожения микробов и их переносчиков зараженная поверхность подвергается обработке дезинфицирующим веществом в виде тумана. При обработке таким туманом помещений мельчайшие капельки оседают на поверхности стен, пола, потолка и проникают всюду, уничтожая переносчиков болезней. [c.8] Для борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур весьма эффективно применение ядохимикатов в туманообразном состоянии. С этой целью создают облако, состоящее из мелких капель раствора ядохимиката, и направляют это облако на растения. Мелкие капли жидкости, осаждаясь на поверхности растений, растекаются на ней и покрывают ее тончайшей пленкой. Это способствует проникновению яда в организм насекомого при соприкосновении его с поверхностью растения. [c.8] С другой стороны весьма велик вред, приносимый промышленными аэрозолями. Прежде всего это относится к аэрозолям многочисленных ядовитых и радиоактивных веществ, образующихся и выделяющихся в различных процессах. Силикоз и антрокоз относятся к тяжелым легочным заболеваниям, возникающим при длительном вдыхании воздуха, содержащего даже небольшие количества кварца, силикатов и каменного угля. Аэрозольные частицы в выхлопных газах автомобилей содержат канцерогенные вещества, канцерогенным действием обладает также городская пыль, содержащая асфальт, каменноугольную смолу и сажу. [c.9] Отходящие газы промышленных предприятий, двигателей внутреннего сгорания и т. д. содержат взвешенные частицы. Попадая в воздух, эти частицы служат центрами конденсации и способствуют образованию в приземном слое воздуха устойчивого, вредного для здоровья людей тумана. В связи с этим важно снизить содержание взвешенных частиц в отходящих газах, либо совсем исключить их присутствие путем предотвращения образования тумана или же создать такие условия процесса конденсации пара в объеме, при которых образуется аэрозольная система, состоящая из легко выделяемых крупных частиц. [c.9] При конденсации пара из его смеси с неконденсирующимся газом, что часто встречается в разнообразных производственных процессах, практически всегда создаются условия пересыщения, приводящие к образованию тумана. Например, в производстве фосфорной, серной и многих других кислот образуется весьма устойчивый и агрессивный туман, значительная часть, которого проходит через фильтры и выбрасывается в атмосферу вместе с отходящими газами. Помимо значительных потерь кислоты с выделяющимся туманом он вызывает также большие разрушения на территории, прилегающей к химическому заводу, и отравляет атмосферу. [c.9] Быстро развивающейся отраслью промышленности является порошковая металлургия. Металлические порошки применяются в машиностроении и приборостроении, при изготовлении самых разнообразных изделий и деталей, а также во многих других отраслях народного хозяйства, где используется высокая адсорбционная и химическая активность металлических порошков. [c.9] Суспензии и коллоидные растворы бора, бериллия и некоторых других металлов с углеводородами обладают высокой теплотворной способностью и применяются как топливо в реактивных двигателях. [c.9] Некоторые металлы в тонко распыленном состоянии являются весьма эффективными средствами в медицине, в ветеринарной практике, а также применяются для борьбы с вредителями сельского хозяйства. [c.10] Очень мелкие и высокоактивные металлические порошки получают преимущественно гомогенной конденсацией паров металла с использованием методов, разработанных на основе общих закономерностей процесса конденсации пересыщенного пара в объеме. Большой теоретический и практический интерес представляют исследования в области получения сажи и белой сажи (аэросила). [c.10] Сажу получают сжиганием углеводородов в условиях, при которых в объеме газа выделяется элементарный углерод, причем давление пара выделяющегося углерода значительно превышает давление насыщенного пара. В результате создается высокое пересыщение и происходит конденсация пара с образованием мелких частиц сажи. С увеличением пересыщения уменьшается размер частиц и, следовательно, повышается дисперсность сажи. Поэтому оптимальный режим процесса должен обеспечивать создание возможно более высокого пересыщения пара, так как дисперсность является основным показателем, определяющим качество сажи. [c.10] Несмотря на широкое использование сажи во всех отраслях народного хозяйства, теория процесса ее получения разработана недостаточно, поэтому существующие методы производства сажи оформлены главным образом на основе эмпирических данных. [c.10] Вернуться к основной статье