Отложение (физика аэрозолей)

В физике аэрозолей отложение равно процесс, при котором частицы аэрозоля собираются или осаждаются на твердых поверхностях, уменьшая концентрацию частиц в воздухе. Его можно разделить на два подпроцесса: сухое и влажное осаждение. Скорость осаждения или скорость осаждения самая низкая для частиц промежуточного размера. Механизмы осаждения наиболее эффективны как для очень мелких, так и для очень крупных частиц. Очень крупные частицы быстро осаждаются в результате процессов седиментации (осаждения) или столкновения, тогда как броуновская диффузия оказывает наибольшее влияние на мелкие частицы. Это связано с тем, что очень маленькие частицы коагулируют за несколько часов, пока не достигнут диаметра 0,3 микрометра. При таком размере они больше не коагулируют. Это имеет большое влияние на количество PM-2,5, присутствующего в воздухе.

Скорость осаждения определяется из F= vc, где F - плотность потока,, v- скорость осаждения, а c - концентрация. При гравитационном осаждении эта скорость является скоростью осаждения из-за вызванного гравитацией сопротивления сопротивления.

Часто изучается, столкнется ли определенная частица с определенным препятствием.. Это можно предсказать с помощью числа Стокса Stk = S ∕ d, где S - тормозной путь (который зависит от размера частицы, скорости и сил сопротивления), а d - характерный размер (часто диаметр препятствия). Если значение Stk меньше 1, частица не столкнется с этим препятствием. Однако, если значение Stk больше 1, оно будет.

Отложение из-за броуновского движения подчиняется как первому, так и второму закону Фика . Результирующий поток осаждения определяется как J = n√D ∕ πt, где J - поток осаждения, n - начальная числовая плотность , D - постоянная диффузии, а t - время. Это может быть интегрировано для определения концентрации в каждый момент времени.

Содержание

• 1 Сухое осаждение
• 2 Влажное осаждение
• 3 См. Также
• 4 Ссылки

Сухое осаждение

Сухое отложение вызвано:

• ударом. Это когда мелкие частицы, соприкасающиеся с большим препятствием, не могут следовать изогнутым линиям тока потока из-за своей инерции, поэтому они ударяются о каплю или ударяются о нее. Чем больше масса мелких частиц, обращенных к большой, тем больше смещение от линии потока.
• Гравитационное седиментация - оседание частиц падает под действием силы тяжести.
• Перехват. Это когда маленькие частицы движутся по линиям тока, но если они движутся слишком близко к препятствию, они могут столкнуться (например, с ветвью дерева).
• Турбулентность. Турбулентные завихрения в воздухе переносят частицы, которые могут сталкиваться. Опять же, существует чистый поток в сторону более низких концентраций.
• Другие процессы, такие как: термофорез, турбофорез, диффузиофорез и электрофорез.

Влажное осаждение

В влажное осаждение атмосферные гидрометеоры (капли дождя, снег и т. д.) улавливают частицы аэрозоля. Это означает, что влажное осаждение представляет собой гравитационную, броуновскую и / или турбулентную коагуляцию с каплями воды. К различным типам влажного осаждения относятся:

• Очистка ниже облаков. Это происходит, когда падающие капли дождя или частицы снега сталкиваются с частицами аэрозоля в результате броуновской диффузии, перехвата, столкновения и турбулентной диффузии.
• Поглощение в облаках. Здесь частицы аэрозоля попадают в облачные капли или кристаллы облачного льда, работая как ядра облаков или захваченные ими в результате столкновения. Их можно поднести к поверхности земли, когда в облаках образуется дождь или снег. В компьютерных моделях аэрозолей аэрозоли и облачные капли обычно обрабатываются отдельно, так что зародышеобразование представляет собой процесс потерь, который должен быть параметризован.

См. Также

• Конденсация в динамике аэрозолей
• Сбор частиц в мокрых скрубберах
• сила Ван-дер-Ваальса

Ссылки