ОДНОМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ РАСЧЕТА ПОТОКА НАНОАЭРОЗОЛЯ В ПРОТОЧНОМ РЕАКТОРЕ ПРИ НАЛИЧИИ ДИФФУЗИИ И КОАГУЛЯЦИИ ЧАСТИЦ

Изучено влияние осаждения наночастиц аэрозоля, движущегося в проточном реакторе с постоянной скоростью, на стенки канала реактора и коагуляции этих частиц в результате их броуновской диффузии на параметры наноаэрозоля. Построена простая одномерная модель, описывающая адекватным образом диффузию, коагуляцию и осаждение частиц наноаэрозоля в широком диапазоне изменения числа Кнудсена. Аналитическим путем показано, что с увеличением расстояния от входа в реактор объемная доля частиц в наноаэрозоле уменьшается по экспоненциальному закону, а радиус кластеров, образующихся в наноаэрозоле в результате коагуляции его частиц, увеличивается и стремится к предельному (максимальному) значению. Получено нелинейное интегро-дифференциальное уравнение для радиуса кластеров, из которого выведены компактные формулы для приближенного вычисления его предельного значения. Приведены характерные распределения радиусов кластеров и их концентраций вдоль канала реактора, полученные численным методом. Обнаружено, что если этот канал имеет достаточно большую длину, то в процессе движения в нем кластеры увеличиваются до их предельного размера. Обсуждается влияние определяющих параметров потока наноаэрозоля на входе в проточный реактор на распределение его дисперсных характеристик вдоль канала реактора, на предельный размер кластеров в нем и на характерную длину канала, на которой процессы осаждения и коагуляции частиц наноаэрозоля полностью завершаются. Сравнение результатов расчетов параметров наноаэрозоля, движущегося в проточном реакторе, по одномерной и двумерной моделям, показало, что простая одномерная модель вполне адекватно описывает поведение этих параметров.
Изучено влияние осаждения наночастиц аэрозоля, движущегося в проточном реакторе с постоянной скоростью, на стенки канала реактора и коагуляции этих частиц в результате их броуновской диффузии на параметры наноаэрозоля. Построена простая одномерная модель, описывающая адекватным образом диффузию, коагуляцию и осаждение частиц наноаэрозоля в широком диапазоне изменения числа Кнудсена. Аналитическим путем показано, что с увеличением расстояния от входа в реактор объемная доля частиц в наноаэрозоле уменьшается по экспоненциальному закону, а радиус кластеров, образующихся в наноаэрозоле в результате коагуляции его частиц, увеличивается и стремится к предельному (максимальному) значению. Получено нелинейное интегро-дифференциальное уравнение для радиуса кластеров, из которого выведены компактные формулы для приближенного вычисления его предельного значения. Приведены характерные распределения радиусов кластеров и их концентраций вдоль канала реактора, полученные численным методом. Обнаружено, что если этот канал имеет достаточно большую длину, то в процессе движения в нем кластеры увеличиваются до их предельного размера. Обсуждается влияние определяющих параметров потока наноаэрозоля на входе в проточный реактор на распределение его дисперсных характеристик вдоль канала реактора, на предельный размер кластеров в нем и на характерную длину канала, на которой процессы осаждения и коагуляции частиц наноаэрозоля полностью завершаются. Сравнение результатов расчетов параметров наноаэрозоля, движущегося в проточном реакторе, по одномерной и двумерной моделям, показало, что простая одномерная модель вполне адекватно описывает поведение этих параметров. Автор:  Т. Р. Аманбаев
Ключевые слова:  наноаэрозоль, проточный реактор, диффузия, осаждение, коагуляция, кластеры, число Кнудсена
Стр:  1185-1194