Ядра конденсации скорость

Коагуляция аэрозолей и осаждение аэрозольных частиц. Аэрозоли — неустойчивые дисперсные системы, в которых интенсивное броуновское движение вызывает уменьшение концентрации частиц. Они не имеют факторов стабилизации, характерных для лиозолей. Однако во многих случаях скорость их естественной коагуляции недостаточна, а распределение частиц в пространстве нежелательно. Это в первую очередь относится к отходящим газам промышленного производства. Для очистки газов увеличивают число соударений частиц, применяя звуковые колебания частотой 1—10 кГц. Иногда скорость коагуляции повышают, вводя в систему с газовой дисперсной фазой другой аэрозоль с более крупными частицами. Крупные частицы служат ядрами конденсации, на которых скапливаются мелкие частицы коагулируемого аэрозоля. [c.190]

Аккерман [150] выполнил теоретическое исследование влияния поперечного потока вещества на интенсивность тепло- и массообмена при испарении жидкости в омывающий ее поток неконденсирующегося газа и при конденсации пара из парогазовой смеси в случае больших температурных и концентрационных напоров. В этом исследовании Аккерман исходил из той же упро щенной схемы ламинарного пограничного слоя, принятой ранее Кольборном, но, в отличие от Кольборна, учитывал изменение толщины пограничного слоя, вызываемого соответствующим изменением профиля скоростей в нем под влиянием поперечного потока вещества. При этом Аккерман предполагал, что поперечный поток вещества не оказывает влияния на изменение касательного напряжения на границе ламинарного пограничного слоя и турбулентного ядра течения. [c.156]

Из данных табл. 3.1 видно, что во всех случаях (кроме опыта 1) образование тумана начинается при максимальном пересыщении, несколько превыщающем единицу (поскольку конденсация происходит на взвещенных заряженных частицах, эта величина закономерна). Это можно объяснить тем, что для роста ядер конденсации необходим некоторый промежуток времени, так как в области, где создается максимальное пересыщение пара (при котором происходит конденсация паров на ядрах конденсации), скорость потока вдоль и поперек струи имеет сравнительно большие значения, и ядра конденсацни не успевают вырасти до размеров капелек тумана, создающих достаточный оптический эффект. Чтобы произошло образование тумана, газовая смесь должна определенное время находиться в области максимального пересыщения пара следовательно, область образования тумана должна иметь некоторую толщину. Чем чувствительнее устройство, обнаруживающее оптический эффект, тем меньшие значения 5 акг. будут получаться. [c.98]

Несмотря на возможность описанного выше механизма образования иовой фазы в парах на ионах, этот механизм, вероятно, не имеет существенного значения при возникновении атмосферных аэрозолей. Дело в том, что в атмосфере всегда присутствуют ядра конденсации, обеспечивающие конденсацию при сравнительно малых пересыщениях. Такими ядрами могут служить мельчайшие кристаллики соли, содержащиеся в атмосфере над морями и океанами, ультрамикроскопические пылинки и другие образования. Теория конденсации на ядрах еще мало разработана, так как структура и свойства ядер весьма сложны и разнообразны. Отметим лишь, что скорость возникновения зародышей должна быть пропорциональна численной концентрации ядер. [c.359]

В крупных промышленных центрах туман может смешиваться с промышленным дымом, образуя смог [103]. Смоги обладают сильным токсическим воздействием и наносят огромный вред здоровью людей. Образованию смога в крупных промышленных районах способствуют сажистые частицы промышленного аэрозоля, которые являются ядрами конденсации. Обладая высокой поглощательной способностью, сажистые частицы, поглощая коротковолновую радиацию, создают температурную инверсию. Расчеты показали, что вблизи верхней границы промышленной дымки скорость нагрева атмосферы за счет поглощения коротковолновой радиации может составлять 10—15 К/сут, в то время как поглощение излучения подстилающей поверхностью уменьшается в 1,5 раза. Изменение структуры радиационного баланса в пограничном слое атмосферы и приводит к возникновению температурной инверсии. В результате резко уменьшается турбулентный массообмен и нарушается циркуляция воздуха над промышленным районом. В ночных условиях смог создает парниковый эффект, уменьшая степень радиационного выхолаживания подстилающей поверхности. Образующийся в результате растворения сернистого газа 502 в каплях тумана аэрозоль растворов серной кислоты обладает сильной поглощательной способностью в окне прозрачности 10 мкм атмосферы, что и определяет его парниковое воздействие. Смоги являются частым явлением над крупными промышленными центрами, такими, как Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Лондон. [c.128]

Таким образом, в зависимости от соотношения между (18/с1 и численной концентрацией ядер (т. е. в зависимости от скорости роста производной й8/й и скорости процесса конденсации пара на ядрах конденсации) необходимо различать два случая [c.58]

Образование пересыщенного пара при смешении газов в струе положено в основу метода укрупнения ядер конденсации в приборах КУСТ-2 и КУСТ-4, предназначенных для измерения в газах численной концентрации ядер конденсации . Принцип действия прибора состоит в том, что исследуемый газовый поток, содержащий ядра конденсации, смешивается в струе с нагретым воздухом, содержащим пар вещества, который далее конденсируется на ядрах конденсации. Величину пересыщения можно регулировать, изменяя соотношение скоростей смешивающихся потоков с таким расчетом, чтобы не происходила гомогенная конденсация. Численная концентрация ядер (выросших в пересыщенном паре за счет конденсации на них пара) измеряется по рассеянию света. [c.115]

В результате пересыщение пара постепенно повышается, и пар конденсируется на ядрах конденсации. По выходе из конденсатора туман разбавляется в смесителе 8 фильтрованным воздухом для устранения коагуляции. Изменением скорости потоков и температуры в термостате регулируют конечный радиус получаемых капель. [c.281]

Теоретические решения. Кольборн [162] первым сделал попытку теоретически учесть влияние поперечного потока конденсирующегося пара Уп на интенсивность массоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси. При этом он исходил из упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении парогазовой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности пленки конденсата, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Вызываемое поперечным потоком вещества изменение толщины пограничного слоя Кольборн не учитывал. [c.155]

При конденсации пара из парогазовой смеси совместно и одновременно протекают два самостоятельных процесса — теплообмен и массообмен. Скорости протекания этих процессов могут находиться между собой в самых разнообразных соотношениях. Если перенос пара из ядра потока к поверхности конденсации протекает с большей относительной интенсивностью, чем теплообмен, парциальное давление пара в парогазовом потоке будет всегда меньше давления, соответствующего насыщенному состоянию, и конденсация пара в этом случае будет происходить только на поверхности охлаждения, имеющей более низкую температуру, чем пар. В тех же случаях, когда теплообмен протекает с большей [c.168]

Эти уравнения были получены на основе рассмотрения упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении паровой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся паровой смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности раздела фаз, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Предполагалось также, что состав пара у поверхности конденсации и состав образующегося конденсата равновесны. [c.184]

Образовавшееся в результате флуктуации ядро становится центром конденсации паров. Для капли, неподвижной относительно газов (г<10-в м), скорость конденсации определяется процессом диффузии молекул пара через толщу неконденсирующегося газа. [c.217]

Диоксидифенилметаны взаимодействуют с формальдегидом или фенолоспиртами. Дальнейшее последовательное присоединение и конденсация приводят к росту линейной цепи, в которой фенольные ядра связаны метиленовыми мостиками. Скорость конденсации намного выше, чем присоединение, вследствие чего в молекулах олигомеров содержится небольшое число метилольных групп. [c.208]

Качество фенолоформальдегидных смол зависит от свойств используемого фенольного сырья. Скорость конденсации фенолов с альдегидами зависит от количества и расположения заместителей в ядре. По литературным данным [12], относительная скорость конденсации фенолов с формальдегидом составляет [c.66]

Простейшим случаем конденсации на ядрах считается тот, когда ядро обладает сферической формой и полностью смачивается, так что его можно рассматривать как подзародыш (Крыстанов, 1941 г.). Тогда скорость образования зародышей будет пропорциональна числу подзародышей в 1 см . Энергетический барьер, равный работе образования зародыша на смачиваемом ядре, вычисляется так же, как и в других, уже рассмотренных случаях, т. е. как сумма поверхностной и объемной работ изотермического образования зародыша [c.103]

При конденсации пара на охлаждаемой поверхности парогазовая смесь вблизи нее обогащается газом. Поэтому доступ пара из объема к поверхности затрудняется и теплоотдача происходит с меньшей скоростью, чем при конденсации пара без примеси инертного газа. Вследствие уменьшения парциального давления пара в парогазовой смеси по направлению от ядра потока к поверхности для конденсации пара на наружной поверхности пленки требуется ее охлаждение до более низкой температуры, чем температура насыщенного пара при заданном давлении. Поток пара в направлении поверхности определяется при этом диффузионным сопротивлением парогазовой прослойки, обогащенной газом. Согласно имеющимся опытным данным, можно принять, что на границе раздела пленки конденсата и парогазовой смеси достигается равновесие. При этом распределение температур и давлений по сечению потока имеет вид, показанный на рис. IV. 18. Тепловой поток от парогазовой смеси к поверхности конденсации д складывается из теплоты, передаваемой путем конвекции а=ак( о — п), и теплоты, переносимой конденсирующимся паром — / М [c.332]

Большинство этих агрегатов снова распадается, но некоторые продолжают расти и превращаются в ядра конденсации критической величины Как было показано Фопь-мером, вероятность образования агрегатов критического размера пропорциональна ехр(— ф/кТ), где № кр=4/3лгкр — работа образования зародыша и к — постоянная Больцмана На этой основе был выполнен целый ряд теоретических исследований скорости образования капель в пересыщенном паре Всем интересующимся современным развитием идей о спонтанной конденсации рекомендуется изучить эти работы Имеются также хорошие обзоры по этому вопросу " Мы же приведем лишь краткие сведения [c.18]

При конденсации пара в горизонтальной трубе пленка конденсата, t)бpaзyющaя я на стенке, под действием силы тяжести движется сверху вниз со значительным скосом по направлению движения потока. В нижней части сечения трубы накапливающаяся жидкость образует ручей, перемещающийся под воздействим парового потока вдоль трубы. На пленке конденсата и на поверхности ручья образуются волны, перемещающиеся в направлении движения пара. При достаточно больших скоростях пара, особенно при неполной конденсации его в трубе, часть конденсата срывается со стенки и уносится в ядро потока в виде мельчайших капелек. Наличие двухфазного потока пара и жидкости существенно усложняет расчет теплообмена. [c.139]

Ла Мер, Инн и Вильсон применили генератор аэрозолей для получения из некоторых веществ монодисперсных аэрозолей с частицами размером 0,01 мк и меньше. Нижний предел размеров частиц в этих аэрозолях, по-видимому, определяется большой скоростью испарения очень мелких капелек или же критическим размером конденсационных зародышей, близким к 0,002 мк. Подходящими веществами для этой цели являются серная кислота (99%-ная), олеиновая кислота, днбутил- и диоктилфталат. Серная кислота интересна тем, что ей не нужны посторонние ядра конденсации ее пар конденсируется спонтанно, образуя довольно монодисперсные аэрозоли. Для получения аэрозолей из других веществ необходимы ядра конденсации из хлорида натрия, однако при этом получаются более монодисперсные аэрозоли. Ультратонкие аэрозоли генерируются, как правило, при сравнительно низких температурах Чрезвычайно высокая степень дисперсности достигаетея при температуре кипятильника 50°С. [c.30]

Пар поступает в трубы с высокой скоростью, и, если скорость пара достаточно высока, часть коиденсата может быть унесена паровым потоком. По мере протекания процесса конденсации отношеиие количества конденсата к количеству пара увеличивается, и на нижией поверхности труб образуется тонкий слой конденсата. Волны, которые воз Икают вследствие трения а границе раздела фаз, могут стать достаточно высокими и достигнуть верхней части трубы, способствуя, таким образом, образованию парокапельного ядра потока. При некоторых условиях наличие двухфазного ядра потока может стать причиной временной остановки и изменения направления движения потока, что в конечном счете приводит к неустойчивости или осцилляции потока. Наконец, при приближении скорости пара к нулю конденсат будет с текать с труб под действием гидростатического напора. При больших количествах конденсата проходное сечение труб может оказаться полностью заиолие ым, но этого следует тщательно избегать, поскольку, как упоминалось выше, могут возникнуть осцилляции, которые, в свою очередь, могут стать причиной разрушения пучка труб. Таким образом, важным моментом как для теплопередачи, так и для потерь на трение является двухфазная структура ядра потока. [c.57]

Для этого рекомендуют конденсационные генераторы с пневмофорсункой, а также с вращающимся диском, использующие принцип механического дробления и распыления жидкости. Так, генератор с вращающимся диском создает поток аэрозолей со скоростью до 1,5 м3/мин [206, 207]. Однако наибольшее распространение получили генераторы, основанные на конденсации паров с различной степенью пересыщения на стенках сосудов или на посторонних частицах (ядрах конденсации) на смешивании разнотемпературных потоков газов и паров, протекающих по различным законам на использовании процессов диффузии и теплопроводности в диффузионной камере на химическом взаимодействии газов и паров и др. [c.211]

Диапазон пересыщения имеет большое значение для формирования облака. Если воздух о.хлажден и начинается образование тумана или облака, только наибольшие ядра конденсации (или ядра конденсации с довольно низким пересыщением) играют роль в конденсации, тогда как мельчайшие ядра не достигают пика и остаются на устойчивом участке возрастающей кривой. На рис. 31 изображен схематический рост ядер конденсации под действием влажности (кривая 2) и формирование облачных капелек (кривая 3 в соответствии с кривой 1, представляющей первоначальное распределение аэрозольных частиц по размерам. Ясно, что число активированных ядер, т. е. число сформированных капелек, зависит от распределения по размерам ядер, от скорости охлаждения воздуха и химической природы частиц. Недавно Мурди [85] выполнил детальные расчеты этого процесса, принимая различные спектры гигроскопических ядер и различные вертикальные скорости. Его основные результаты можно суммировать следующим образом. [c.162]

Еще один вопрос, связанный с зародышеобразованием,— это вопрос о влиянии других компонентов, если система не однокомпонентна. Выше мы рассмотрели только один, особенно простой случай с электрическим компонентом. Гораздо сложнее тот случай, когда второй компонент распределен в обеих фазах. Он был обстоятельно проанализирован Дёрингом и Нейманом в 1940 г. Вероятно, было бы полезно применить этот анализ к конденсации на ядрах, так как последние или растворимы сами (кристаллики соли), или содержат растворимые вещества. Однако систематическое и исчерпывающее рассмотрение этих более сложных случаев затрудняется еще и тем, что процесс образования зародыша протекает с большой-скоростью, так что при наличии нескольких компонентов их равновесное распределение может не успевать устанавливаться. [c.104]

Первоначальная схема распределения скоростей по вертикали в муссонном поле, описанная в 5, сыграла свою роль в построении теории муссонов. В частности, она позволила понять механизм переноса избыточных воздушных масс с океана на Л1атерик и в обратном направлении в зависимости от времени года она позволяет понять механизм подъема кристалликов морских солей на высоту около 2 км, где эти кристаллики служат ядрами конденсации, и проникания их вместе с облаками в глубь материков (см. гл. VIII, 7). Но совершенно очевидно, что первоначальная схема не может претендовать на какую-либо точность описания действительных муссонных потоков. За годы, истекшие после ее появления в печати, в других странах не было сделано ничего существенного в области теории муссонов, а в нашей стране, напротив, появилось много работ, посвященных этой важной и интересной проблеме, преимущественно в Морском гидрофизическом институте АН СССР и отчасти в институтах гидрометеорологической службы. Эти работы позволяют сейчас достаточно близко подойти к истинной картине муссонного поля. [c.598]

Каждая снежинка представляет собой монокристалл, который имеет ветвистую форму в виде шести лучей, выходящих из центрального ядра и затем ветвящихся снова и снова. Некоторые фотографии снежинок, выполненные Бентли и Хамфрисом, показаны на рис. 14 (Банн, 1970), откуда видно, что все снежинки представляют собой вариации на тему гексагональной симметрии. Причину, по которой при кристаллизации из паров образуются сложные ветвистые — дендритные формы вместо полиэдрических, в течение многих лет выяснял У. Мезон (Банн, 1970). Он изучал рост ледяных кристаллов при разных температурах и различных плотностях пара и нашел, что образованию красивых ветвистых форм способствуют высокие пресыщения пара, т. е. высокие скорости конденсации, которые характе- [c.50]

Конденсация пара в присутствии неконденсирующихся газов. Если смесь конденсирующегося пара и несжимаемого в данных условиях газа привести в соприкосновение с поверхностью, температура которой ниже точки росы для данной смеси, то часть пара сконденсируется. При отсутствии явления капельной конденсации на охлаждающих поверхностях образуется сплошной слой конденсата, а непосредственно над слоем конденсата образуется слой смеси неконденси-рующегося газа и пара, причем концентрация пара в этом слое ниже, чем в основной массе смеси. Как указывает Льюис, благодаря разности парциальных упругостей пара в смеси и у поверхности пленки конденсата пар диффундирует из ядра потока через газовый слой к пленке конденсата и конденсируется на поверхности пленки. Таким образом, теплота конденсации и теплота перегрева переносится через слой кон денсата. Однако теплота конденсации не переносится через пленку газа (это возможно лишь при особых условиях, когда вследствие низкой температуры охлаждающей поверхности паро-газовая смесь охлаждается ниже точки росы еще в газовом слое, где и выделяется тогда теплота конденсации). По мере того как основная масса смеси проходит около холодной поверхности, смесь охлаждается, а выделяющаяся при этом теплота перегрева передается через слой газа, а затем, путем теплопроводности, через слой конденсата к стенке. Следовательно, скорость конденсации пара зависит от скорости его диффузии через пленку не-конденсирующегося газа и подчиняется законам диффузии, тогда как перенос теплоты перегрева подчиняется обычным законам теплопередачи. [c.211]

Адсорбция и конденсация на ионах. Кратко рассмотрим процессы адсорбции и конденсации водяного пара на ионах. Положительный ион, обладающий избытком положительных зарядов, при движении через газ смещает электроны в молекуле, находящейся в поле иона, относительно положительного ядра и индуцирует в ней дипольный момент. Может возникнуть вопрос достаточно ли велико время взаимодействия между ионом и молекулой для того, чтобы электронное облако молекулы сместилось под влиянием поля пролетающего иона столь же сильно, как и под действием постоянного электрического поля равной величины Легко убедиться, что какое-либо различие могло бы появиться только при очень больших частицах. Ион имее скорость порядка 10 —10 см сек и пролетает мимо молекулы (10 см) за 10 2—10" з сек это время достаточно велико для того, чтобы вывести электронное облако из равновесного положения. Молекулы с постоянным ди-польным моментом, достигшие поля иона, подвергаются Фиг. 48. Обра- соответствующей переориентации своих зарядов, в ре-зование комп- зультате чего возникает сила взаимодействия между по-лексных ионов ложительным зарядом иона и отрицательным зарядом полярной молекулы (фиг. 48). Аналогично может возникать сила взаимодействия между отрицательным зарядом иона (отрицательный ион) и положительным зарядом полярной или активной молекулы. Таким образом, между ионом и молекулой газа имеет место обмен импульсом без соударения. Молекулы адсорбируются на ионах только в определенном ограниченном количестве, причем с увеличением числа адсорбированных молекул уменьшаются силы взаимодействия между ионом и молекулами но пока действуют силы электрического поля, образовавшаяся частица может быть направлена соответствующим полем в любую часть конденсатора. [c.154]

Если определить скорость сублимации в присутствии неконденсирующихся газов ЦО формуле (302), которая хорощо описывает процессы сублимации в условиях абсолютного вакуума по неконденсирующемуся газу, то расчетные данные не будут совпадать с экспериментальными. Несовпадение теории с экспериментом объясняется тем, что молекулы газа, присутствующие в объеме аппарата, оказывают влияние-на интенсивность процесса сублимации. В высоком вакууме по пару процесс движения иснаривщихся молекул обусловлен только тепловой энергией молекул. На границе поверхности сублимируемого вещества, находящегося внутри аппарата, не образуется слоя с более высокой плотностью, чем в любой другой точке объема. Молекулы газа внутри объема аппарата обладают больщей энергией, чем молекулы пара на поверхности сублимируемого льда. Кроме того, молекулы газа, попадая в поле действия полярных молекул, подвергаются поляризации. Молекулы газа с большой энергией способны с одной стороны разрушать кристаллические решетки на поверхности сублимируемого материала, ас другой — ассоциироваться со свободными. молекулами пара,, потерявшими связь с молекулами твердого вещества, и переходить, в ассоциированном состоянии в парообразную фазу. Здесь отрицательно активные молекулы газа выполняют роль транспортера — переносчика молекул пара с поверхности сублимируемого вещества в окружающую среду, подобно тому, как положительно активные молекулы при конденсации пара являются переносчиками молекул пара из объема к поверхности конденсации. Отрицательно активные молекулы как бы бомбардируют сублимируемое вещество. В местах падения этих молекул, где разрушаются кристаллические решетки, до предела ослабляются силы взаимодействия между молекулами. В результате этого создаются благоприятные условия для перехода молекул из твердого состояния в газообразное и ДЛ Я миграции молекул пара на сублимируемой поверхности. Этот переход совершается как отдельными и ассоциированными молекулами пара, так и комплексными частицами. Ядром комплексной частицы является отрицательно активная молекула, адсорбирующая на своей поверхности молекулы пара. Как показали экспериментальные исследования, проводимые в МИХМе под руководством А. А. Гухмана, поверхность сублимируемого вещества после-испарения оказывается испещренной очень мелкими, но отчетливо выраженными впадинами [48]. [c.185]