Размеры частиц аэрозоля - Аэрозоли

Минимальный размер частиц определен возможностью существования вещества в агрегатном состоянии. Так, одна молекула воды не может образовать ни газа, ни жидкости, ни твердого тела. Для образования фазы необходимы агрегаты по крайней мере из 20-30 молекул. Самая маленькая частица твердого вещества или жидкости не может иметь размер меньше 1 * 10-3 мкм. Чтобы рассматривать газ как непрерывную среду, необходимо, чтобы размеры частиц были гораздо больше, чем свободный пробег молекул газа. Верхний предел размеров частиц строго не определен, но частицы крупнее 100 мкм не способны длительное время оставаться взвешенными в воздухе.

Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей

Аэрозоль раствор седиментация коагуляция

Особенности молекулярно-кинетических свойств аэрозолей обусловлены:

    * малой концентрацией частиц дисперсной фазы -- так, если в 1 см3 гидрозоля золота содержится 1016 частиц, то в таком же объеме аэрозоля золота менее 107 частиц; * малой вязкостью дисперсионной среды -- воздуха, следовательно, малым коэффициентом трения (В), возникающего при движении частиц; * малой плотностью дисперсионной среды, следовательно счаст " сгаза.

Все это приводит к тому, что движение частиц в аэрозолях происходит значительно интенсивнее, чем в лиозолях.

Рассмотрим самый простой случай, когда аэрозоль находится в закрытом сосуде (т. е. исключены внешние потоки воздуха) и частички имеют сферическую форму радиусом г и плотность р. На такую частицу одновременно действуют сила тяжести, направленная вертикально вниз, и сила трения прямо противоположного направления. Кроме того, частица находится в броуновском движении, следствием которого является диффузия.

Для количественной оценки процессов диффузии и седиментации в аэрозолях можно использовать значения

Удельного потока диффузии iдиф и

Удельного потока седиментации iсед.

Чтобы выяснить, какой поток будет преобладать, рассматривают их соотношение:

В этом выражении (р - р0) " 0. Следовательно, величина дроби будет определяться размером частиц.

Если r > 1 мкм, то iсед " iдиф, т. е. диффузией можно пренебречь -- идет быстрая седиментация и частицы оседают на дно сосуда.

Если r < 0,01 мкм, то iсед " iдиф. В этом случае можно пренебречь седиментацией -- идет интенсивная диффузия, в результате которой частицы достигают стенок сосуда и прилипают к ним. Если же частицы сталкиваются между собой, то они слипаются, что приводит к их укрупнению и уменьшению концентрации.

Таким образом, из аэрозоля быстро исчезают как очень мелкие, так и очень крупные частицы: первые вследствие прилипания к стенкам или слипания, вторые -- в результате оседания на дно. Частицы промежуточных размеров обладают максимальной устойчивостью. Поэтому, как бы ни велика была численная концентрация частиц в момент образования аэрозоля, уже через несколько секунд она не превышает 10 3 част/см3.

Похожие статьи




Размеры частиц аэрозоля - Аэрозоли

Предыдущая | Следующая