Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 140
Текст из файла (страница 140)
теории (т. наз. свободиомолекулхр. ный режим). Наконец, при Кп 1 (диаметр частиц при атм. давл. 001-1,0 мкм) процессы переноса рассчнтываютсл приближенными методами динамики разреженных газов (переходный режим) Точность ур-ний, описывающих процессы переноса в свободномолекулярном и контннуальном режимах на границах указанного интервала размера Чаетнец ОПРЕДЕЛЛЮШЕГО ЗНаЧЕНИЯ КП, СОСтаВЛЛЕт ОК.
10м На процессы переноса в А. влияет движение частиц относительно среды под действием внеш. сил или по инерции; оно 236 АЭРОЗОЛИ характеризуется числом Маха Ма = ир/ир, где ир — скорость частиц относительно среды, ир-скорость теплового движения молекул среды. При анализе характера переноса импульса вместо числа Маха часто используют число Рейнольдса йе = 4Ма/Кп.
Свойства. Важнейшие св-ва А.— способность частиц сохраняться во взвешенном состоянии, перемещатъся преим, как единое целое и при столкновении прилипать друг к другу или к к.-л. пов-сти с вероятностью, равной единице. В покоящейсл среде частицы А, поддерживаются во взвешенном состоянии в лоле гравитации благодарв их собста тепловому движению, энергия к-рого для частиц любой массы равна 2/2ЬТ, где Ь вЂ” постоянная Болъцмана, Т-або. т-ра, и вследствие обмена энергией с молекулами среды, Распределение концентрации частиц по высоте обычно характеризуют параметром Нр — — ЬТ)(шрд (перреновской высотой), где д — УскоРение силы тлжести, л2р-масса частицы.
Длл Достаточно малых частиц, когда Нр намного превосходит их линейный размер, энергии теплового движения достаточно длл подлержания частиц во взвешенном состоянии даже в отсутствие дисперснонной среды. Если же размер частиц сравним с Нр или больше него, то для поддержания частиц во взвешенном состолнии необходима дополнит.
энергия, получаемая при соударениях с молекулами среды. Соотношение между двумя этими видами энергии характеризуетсв числом Шмнцта Бс = А'„л 1„где л,— концентрация газовых молекул, 1-длина их свой. пробега. При Бс < 101 существен лишь вклад собств. теплового движения частиц; при атм. давлении этому условию соответствуют частицы единичной плотности размером 2 мкм. При Яс > 1О' имеет значение лишь обмен энергией между частицами и средой.
При 10 <Зс <!О' оба вклада соизмеримы. В турбулентной среде частицам А, присущи две осн. формы движения-увлечение дисперсиопной средой и смещение относительно нее. Поддержание частиц во взвешенном состоянии определяется их инерционностью и характеризуется т.
наз турбулентным числом Шмидта Бст, равным отношению коэффициентов турбулентной диффузии частиц 0 т и молекул среды 0т. Величина р = Бс)' наз. степенью обтекания, Ир =- (1 — Бог) -степенью увлечения частиц. Способность 112 р частиц А. сохраняться во взвешенном состоянии без приложенив возмущающего воздействия к дисперсионной среде отличает А. от псевдоожиженного (кипящего) слоя, к-рый также является двухфазной системой с газовой дисперсионной средой. Частицы А, могут смещаться относительно среды, гл. обр.
под действием внеш полей, напр. поля силы тяжести, в к-ром частицы оседают, а также сил инерции (если среда движется ускоренно) градиентов т-р и концентраций. Скорость движения частиц определяется внеш силой и силой сопротивления среды движению частиц. В большинстве случаев эти силы уравновешивают друг друга, и частицы движутся с постоянной скоростью; лишь в средах с сильной турбулентностью и в акустич. полах движение ускоренное. Отношение скорости е стационарного движения частицы к действующей на нее силе наз подвижностью частицы В. В коптинуальном режиме В = (Зкдрг)р) ', где ц †вязкос среды (ф-ла Стокса) Эта ф-ла позволяет рассчитывать В с точностью до 10% при Кп > 0,1 и йе < 0,6.
Прн ббльших йе вводят поправочные множители, являющиеся ф-пилми йе. В области 1 < Кп < 0,1 в ф-лу Стокса вволят поп равочный множитель Кеннингема, равный (! + А, Кп), тле А, -эмпирич. ностоянная. В свободномолекулярном режиме при Кп > 10 В=(А, + Д73) (ф-ла Эпштейна), где 0-лр. эмпирич. постоянная. В переходном режиме для расчета В предложен ряд эмпирич, ф-л. иэ к-рых наиб, распространена ф-ла Милликена: В = (1 + А,Кп + 1АКпехр х х ( — Ь КпЦ Злцдр, где Ь вЂ” эмпирич. постоянная. Для капель 21асля11ого тумана, напр, в ф-ле Эпштейна (А, 4 й) = = 1,154, в ф-ле Милликена А, = 1,246, 12 = 0,42, Ь = 0,87.
Значение В определяет коэф. тепловой диффузии частиц 0 = ЬТВ, наз. иногда коэффициентом броуновской диффузии. 447 При наличии в дисперсионной среде градиентов т-ры или концентрации частицы А. движутся даже при отсутствии внеш. сил; соответствующие явления наз. термо- и диффузиофорезом. В свободномолекулярном режиме те)> мофорез аналогичен термодиффузии (сьь ДиФФузия); в контииуальном режиме он обусловлен тангенциальной силой, действующей на частицу вследствие возникновения потока газа (термич. скольжения) вблизи неоднородно нагретой пов-стн частицы. Частный случай термофореза — фотофоре з: движение частиц под действием светоного облучения. Этот эффект обусловлен неравномерным нагревом частиц и среды, гл.
обр. из-за различной их способности отражать и поглощать свет Диффузиофорез, обусловленный градиентом концентрации при постоянном полном давлении, происходит, напр., вблизи пов отей испарения или конденсации. Частицы А. размером менее 1 мкм всегда прилипают к твердым пов-стям при столкновении с ними. Столкновение частиц друг с другом при броуновском движении приводит к коагуляции А.
Для монодисперсных А. со сферич. частицами скорость коагуляции Ап)дг = — Кл', где и-число частиц в единице объема, К-т. паз. козф. броуновской коагуляции. В континуальном режиме К рассчитывают по ф-ле Смолуховского К = 4хд 0р, в свободномолекуляр ном-по ф-ле К =к)22 Арзир)3, где ир-средняя скорость теплового движения аэрозольйых частй2ь )3-коэф„ учитывающий влияние межмол. сил и для разл.
в-в имеющий значение от 1,5 до 4. Для переходного режима точных ф-л длв вычисления К не существует. Помимо броуновского движения коагуляция А. может иметь и др; причины. Т. наз. градиентная коагуляция обусловлена разностью скоростей частиц в сдвиговом потоке; кинематнческая — разл. скоростью движения частиц относительно среды (напр., в поле гравитации); турбулентная и акустическая -тем, что частицы разного размера сближаются и сталкижзготся, будучи в разной степени увлечены пульсациями или звуковыми колебаниями среды (последние две причины существенны для инерц.
частиц размером не менее 1О ем). На скорость коагуляции влияет наличие электрич. заряда на частицах и внеш. электрич. поля. Аэрозольные частицы способны приобретать электрич. заряд, если они образуются конденсацией на ионах. Незаряженные частицы могут захватывать газовые ионы, направленно движущиеся к частицам во внеш. поле или диффундирующие в среде.
Диспергационные частицы могут приобретать заряд и в процессе образования — при разбрызгивании жидкостей (баллоэлектрич. эффект) или распылении порошков (трибозлектрич, эффект) при освещении (фотоэффект), радиоактивном распаде и т.и. В А., образую- шихся прн възсокой т-ре, напр. при испарении и послед конденсации паров, заряды на частицах возникают также в результате термоэлектронной или термоиониой эмиссии. А. обладают ярко выраженным рассевиием света, закономерность к-рого определяется диапазоном значений параметра 7 = 2Ыр/)ь где 1 †дли волны излучения. При 7 > 1 сечение светорассеянив возрастает с уменьшением размера частиц.
С уменьшением у сечение становится пропорциональным х~. Поэтому высокодисперсные частицы рассеивают видимое, а тем более ИК-излучение слабо. При фиксиров. размере частицы сечение светорассеяния убывает пропорционально Х". При рассеянии света частицами А, меняется состояние поляризации излучения. Измерения светорассеяния и состояния поляризации рассеянного света используют для определения размеров частиц и распределения по размерам. См. также Диснерслые си- СШЕ21Ы.
В технике образование А. часто нежелательно, т. к, приводит к загрязнению атмосферы (в т.ч. производственной) и технол. потохов. Кроме того, большую опасность представляют взрывы пылей в сахарном, мукомольном и некрых др. произ-вах. Все зто вызвало к жизни развитие метолов пылруравлиеания и тумалоулавливания. Вместе с тем 238 БАКТЕРИОРОДОПСИН растений, стимулирует нх рост и развитие. К Б.у. относят нитрагин, азотобактерин, биологически активный грунт АМБ и др. Нитрагин-препарат высокоактивных культур клубеньковых бактерий БЬйоЬ!шп, довольно широко применяемый для инокуляции (введение микроорганизмов в ткани растений) семян бобовых -гороха, люлина, сои, люцерны, клевера и лр при их посеве. При прорастании семян бактерии проникают в корни растений, образуя на них клубенькн, где размножаются в больших кол-вах. Активные штаммы этих бактерий обладают способностью усваивать азот атмосферы и переводить его в связанную форму, доступную для питания растений В свою очередь растения снабжают бактерии энергией, необходимой для осуществления данного процесса Т.
обр., в результате симбиоза бактерий и бобовых культур для последних создаются благоприятные условия азотного питания, что способствует повышению их урожая. Нитрагин выпускают ирены в виде торфяного препарата ризоторфина, а также в сухом виде (ризобинй Произ-во ризоторфина в СССР составляет (1984) 1,8 млн. доз (доза — 200 г/га). При использовании ннтрагина урожайность бобовых растений повышается на 15 — 20%; для культур, высеваемых в новых для них районах, в почвах к-рых соответствующие клубеньковые бактерии отсутствуют (соя в южных районах Украины, Казахстане, Ростонской области; люлин и люцерна в ряде районов Нечерноземной зоныЬ прибавка урожая достигает 30-50;~.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
