Параметры и свойства дисперсных систем

Основные физико-химические свойства аэродисперсных систем.

Тема 3

Многофазные системы принято называть дисперсными системами, состоящими из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Поскольку аэрозоль является дисперсной фазой и без газовой среды существовать не может, то в реальных условиях существование аэрозоля происходят различные процессы, которые характеризуются следующими параметрами.

Геометрические параметры пылевых частиц:

Физико – химические параметры:

Аэродинамические параметры:

Гидродинамические параметры:

Теплофизические параметры:

Электромагнитные параметры:

Размер частиц удобно представить в виде сферы или близкой к ней по форме частицей. 1 мкм = 10^-6м

Для удобства весь интервал возможных размеров делят на 3 группы:

a. 10^-3 ÷ λ_д; λ _д ÷ 1 мкм; 1 – 10³ мкм.

λ _д – средняя длина свободного пробега молекулы газа λ _д = 0,065 = 0,07мкм

При изменении размера от 10^-3 до 10³ масса частицы может изменяться 10¹⁸ раз, а размер 10⁶ раз. В связи с такими резкими колебаниями массы и размеров неустойчивы и физические свойства.

Наибольший интерес представляют частицы от 0,1 до 100 мкм. Частицы меньшего диметра находятся в области перехода о частиц к молекулам, или наоборот. Частицы крупнее 100 мкм долгое время находиться во взвешенном состоянии не могут.

Размер частиц определяется средним диаметром, который представляет собой сумму диаметров всех частиц, деленную на их полное число:

, число частиц.

Т.к частицы, находящиеся в атмосфере имеют разные плотности и различную степень агрегации, то наиболее целесообразным считается определять размер частиц по их аэродинамическому поведению.

Стоксовский диаметр диаметр сферической частицы, обладающей такой же скоростью оседания, что и рассматриваемая частица с плотностью равной плотности материала рассматриваемой частицы.

Аэродинамический диаметр диаметр сферической частицы, имеющий такую же скорость оседания, что и рассматриваемая частица с плотность 1 г/см³.

Стоксовский и аэродинамический диаметры отличаются друг от друга лишь тем, что зависит от плотности частицы, а не зависит.

Эквивалентный диаметр размер частицы, на имеющей правильной формы объем которой равен объему рассматриваемой частицы.

Дисперсный состав удобно выражать:

1. В форме таблиц

dч, мкм	ai, %
<1,6 1,6-2,5 2,5-4,0 4,0-6,3 6,3-10,0 10,0-16,0 16,0-25,0 25,0-40,0	2,08 4,61 9,32 18,56 25,2 19,74 12,97 7,52
100%

2. Дисперсный состав может быть выражен также в виде таблиц с указанием числа частиц больше или меньше заданного:

dr	Общее число частиц, %
Мельче < D	Крупнее > R
Min 1,6 2,5 4,0 6,3 10,0 16,0 25,0 max	2,08 6,69 16,01 34,57 59,77 79,51 92,48 100,0	100,0 97,92 93,31 83,99 65,43 40,23 20,49 7,52

С помощью данной таблицы можно представить дисперсный состав в виде интегральных кривых R(dr), или D(dr), показывающих относительное содержание частиц с большими или меньшими размерами, чем заданные размеры.

d_m представляет собой размер, при котором масса частиц мельче d_m равна массе частиц крупнее d_m.

3. Графическое представление дисперсионного состава в виде дифференциальной кривой.

Для построения этой кривой процентное содержание каждой фракции делят на разность размеров частиц, принятых в качестве граничных, и это значение откладывают как ординаты точки, а абсцисса точек равна среднему размеру частиц соответствующей фракции.

Фракцией называют относительную долю частиц, размеры которой находятся в определенном интервале значений, принятых в качестве нижнего и верхнего предела (1– 3).По крупности все пыли условно делят на пять классов:

1 класс: наиболее крупнодисперсная пыль;

2 класс: крупнодисперсная пыль;

3 класс: среднедисперсная пыль;

4 класс: мелкодисперсная пыль;

5 класс: наиболее мелкодисперсная пыль.

4. Более полную и достоверную информацию о распределении частиц дает форма логарифмически-нормального распределения (ЛНР).

При построении интегральных кривых вероятностно в логарифмической системе координат графики строят особым способом.

В этой системе координат ось абсцисс начинается от точки, соответствующей значению равному 50%, и значение X откладывают: большие – вверх, меньшие – вниз от этой точки.

Если после построения графика линия получилось прямой, то это свидетельствует о логарифмически-нормальном характере распределения частиц, которое можно выражать с помощью параметров d_m и - среднеквадратическое отклонение функции данного распределения. Оно находится из соотношения, которое является свойством интеграла вероятности:

Если кривая строится по проскоку D(dr), то

При ЛНР стандартное геометрическое отклонение представляет собой интервал размеров частиц, которые имеют 68,2% всех частиц данного объема. В этом случае среднее значение этого интервала:

Дата добавления: 2014-12-16