Термо- и диффузиофорез капель бинарных растворов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР ■ МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШЖЫ ОБЛАСТНОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ пм.Н.К.КРУПСКО,,

УДК 533.72 на правах рукописи

УШАКОВА Надежда Яковлевна ТЕРМО- И ДИФФУЗИ0Ф0РЕЗ КАПЕЛЬ БИНАРНЫХ РАСТВОРОВ

Специальность 01.04Л4 "Теплофизика и молекулярная физика

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1991

/1 ? '' - * 2

Работа выполнена на кафедре теоретической физики Московского ордена Трудового Красного Знамени областного педагогического института им.Н.К.Крупской

Научный руководитель - доктор физико-математических наук профессор Яламов U.M.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор Дадиванян А.К. кандидат физико-математических наук Чапланова И.Н. Ведущая организация - Московский институт химического машиностроения

Защита состоится " ClAl/i£</Jl 199! г. в /С

часов на заседании специализированного совета К 113.11.70 в

Московском областном педагогическом институте им.Н.К.Крупской /107005, г.Москва, ул.Радио,, д.10-а/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МОГИ

Автореферат разослан " .9 " 199года

/

Ученый секретарь специализировакного . --- /

совета кандидат ф.-м.п.,доцент ^^¿."Башлачев Ю.А.

-7'

ОБШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЦ

Актуальность. Проблема, рассмотренная в диссертации, относится в первую очередь к физике неоднородных аэродисперсних

систем.

Термо- и диффузиофорез аэрозольных частиц являются предметом исследования специалистов, занимающихся физикой атмосферы, течением гетерогенных газовых систем, химической технологией, в области медицины, сельского хозяйства и др.отраслях.

В реальных условиях преимущественно встречаются аэрозольные системы, дисперсной фазой которых являются капли растворов, концентрация растворенного в них вещества может меняться в широких пределах.

Выбор в качестве объекта исследования капель растворов , взвешенных в неоднородных бинарных газовых смесях связан с тем, что этот объект пока еще недостаточно освещен в научной литературе.

• Движение аэрозольных систем обычно происходит при неоднородном распределении температуры и концентрации в несущей газообразной среде. Аля описания поведения ансамбля частиц в целом нужно знать закономерности поведения в заданных тепловых и концентрационных полях отдельных частиц. Движение капель растворов в неоднородных газах, как правило, сопровождается целым рядом сложных физических эффектов, су^ественло влияющих на скорость их переноси. Ряд интересных закономерностей мшилеп я более ран.шх работах при^-ссорл !. ДиНлаиоэл с сотрудника ¡л, гдо бил ¡»осмотрен случаи, когда умеренно крупные капли дшиугсл в бипарнои газовой смеси, одни из компонентов которой льллои.ч малой добавков к основному/несущему/ газу. Поэтому ио'гаьачлеь открытой проблема построения теории терио- и диффузпофир:;ьл умеренно кругишх летучих капель бинарных растворов в иио»|,о,к1 I-

м

ной бинарной газовой смеси в наиболее общей постановке, когда концентрации газових компонентов могут принимать любые допустимые значения.

Целью работы является построение теории движения умеренно крупных капель бинарных растворов, взвешенных в неоднородной по температуре и концентрациям двухкомпонентной газовой смеси с произвольным соотношением между концентрациями компонентов, наиболее полно учитывающей внутренние течения в капле, фазовый переход на ее поверхности; влияние температурных и концентрационных неодно-родностей на поверхностное межфазное натяжение; термодиффузии во внешней к капле смеси и внутри нее; тепловое, изотермическое и диффузионное скольжения и все известные на сегодняшний день линейные по числу Кнудсена поправки.

При этом решаются следующие задачи:

1. Получение наиболее общих формул для скорости термо- и диффузиофоретического переноса умеренно крупных /и как частный случай - крупных/ летучих капель бинарных растворов и капель чистых веществ.■

2. Анализ влияния содержания растворенного в капле вещества на термо- и диффузиофоретическую скорость ее движения, а также на отдельные эффекты, дающие вклад в скорость движения как для умеренно крупных() так и для крупных капель растворов.

3. Анализ влияния отдельных эффектов на скорость термо-

и диффузиофореза умеренно крупных и крупных капель раство-

ров и чистых веществ; численная оценка относительного вклада их в скорость термо- и диффузиофореза.

4. Исследование влияния содержания летучего компонента во внешней к частице газовой смеси на полную скорость терно-и диффузиофореза и отдельные и* составляющие /как для умеренно крупных, так и для крупных капель растворов и чистых веществ/.

5 _

5. Изучение влияния температуры газовой смеси на Ц^, и , а также на отдельные эффекты, дающие вклад в скорость движения; выяснение численной зависимости относительного вклада отдельных эффектов от температуры газовой смеси.

Научная новизна. Построена более общая, чем ранее, теория движения летучих капель бинарных растворов в неоднородной по температуре и концентрациям двухкомпонентной газовой снеся. Получены формулы для скорости термо- и диффузиофореэа умеренно крупных и крупных капель бинарных растворов и чистых веществ, наиболее полно учитывающие эффекты, оказывающие влияние на движение капель.

Впервые выполнен численный анализ влияния содержания растворенного в капле вещества на и /а также на отдельные эффекты, дающие вклад в скорость движения/ капель различных размеров, соответствующих рассмотренному интервалу чисел Кнудсена.

Впервые проведена численная оценка относительного вклада отдельных эффектов, оказывающих свое влияние на термо- и диффузио-форетический перенос в газообразных средах; выяснена численная зависимость величин относительного вклада каждого из них от концентрации растворенного в капле вещества; а также от температуры " смеси и от концентрации летучего компонента газовой смеси.

Выявлены отличительные особенности движения чистых водяных капель и капель раствора определенной концентрации в зависимости от внешних условий - относительной концентрации летучего компонента газовой смеси и ее температуры - и размеров капель.

Практическое значение. Полученные на основе корректных граничных условии в работе формулы .являются наиболее общими из всех

известных формул для скорости термо- и диффузиофореза умеренно крупных и крупных капель бинарных растворов в газовой смеси. Онц> позволяют находить значения термо- и диффуэиофоретической скорости при произвольной концентрации растворенного в капле вещества и относительной концентрации летучего компонен-

-31.

та газового смеси /0 й С^ ^ I/. Дани рекомендации по использованию формул, полученных в работе.

Знание формул для скорости термо- и диффузиофоретического движения летучих капель растворов /и как следствие из них - для летучих и нелетучих жидких капель чистых веществ, твердых частиц/ в газовых смесях дает возможность качественно и количественно прогнозировать поведение частиц, что представляет определенный интерес для широкого круга специалистов, занимающихся проектированием и конструированием приборов и установок, в которых исследуются и формируются аэрозольные системы, для метеорологов и др.

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях и теоретических семинарах в МОПИ им. Н.К.Крупской /19Ь5-1988г.г./, на кафедре физики АГПИ им.М.В.Ломоносова /1989г./, на научном семинаре кафедры физики Московского института химического машиностроения /1990г./. По результаЙ? диссертации опубликовано 7 работ, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух глав, содержащих основные выводы; практических рекомендаций; двух приложений. Материал изложен на 161 листе машинописного текста, включая 13 таблиц, 56 графиков и диаграмм и библиографию из 73 наименований на в листах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность работы, анализируется известная литература по теоретическому исследованию особенностей

термо- и диффузиофоретического движения в газообразных средах крупных н умеренно крупних аэрозольных частиц, и на этой основе формулируются цель и задачи работы.

В первой главе дается обзор теоретических работ, посвященных изучению явления термофореза. Особенности термофоретического движения крупных и умеренно крупных твердых частиц и капель чистых веществ изучены достаточно подробно. Встречающиеся на практике аэрозоли наряду с каплями чистых веществ содержат и капли растворов, образовавшихся, например, в процессе конденсации паров воды на поверхности гигроскопических ядер. Скорость испарения капель растворов сильно зависит от концентрации растворенного в ней вещества /£рмошина Л.Н., Лебедев СЛ.,1967г./, что, естественно, сказывается и на скорости термофореза капель растворов. Изучению термофореза капель растворов посвящена целая группа работ, результату которых обобщены в монографии Яламова к).И., Галояпа В.С.,19о5г.

Дальнейшее развитие теории термофореза, наиболее полно учитывающей все известное поправки по числе Кнудсена и эффекты, оказывающие влияние на движение капель /в том числе и влияние концентрации летучего компонента газовой смеси/, имеет большое научное и прикладное значение, а также позволило внести уточнение в расчеты, проведенные в более ранних работах и привести корректные граничные условия /в той их части, где учитываются зависимость концентрации насыщенных паров летучего компонента и коэффициента поверхностного натяжения от температуры поверхности капли/.

Здесь же приводится постановка и решение задачи о движении сферической капли бинарного раствора, состоящей из молекул гигроскопического /растворенного/ вещества и летучего вещества-растворителя , взвешенной в двухкомпонентной газовой смеси о заданным на бесконечности градиентом температуры (^Х)« • Первый компонент газовой смеси образуют молекулы паров вещества - растворите-

ь

ля капли, а молекулы второго /несущего/ компонента смеси фазовых превращений на поверхности частицы не испытывают. Размеры капли соответствуют числам Кнудсена 0,01^ ^ £ ^,3. Тепло- и массопе-ренос внутри капли и в окрестности нее протекают при тепловых и диффузионных числах Пекле много меньших единицы. Описание движения проводится в квазистационарном приближении с использованием гидродинамического метода.

Решение задачи проводится в сферической системе координат » начало которой жестко связано с центром капли. При этом скорость термофореза 'И-^—'^Е/ 41- - скорость движения центра тяжести газовой смеси относительно капли/.

1

~ СеУ г0 г-ь.°о

■Н

При наложенных выше ограничениях распределение полей массовой скорости , давления р , температурТ вне /величины снабжены индексом "е"/ и внутри капли /индекс "£"/, относительной концентрации С^ и плотности С^- описываются следующей линеаризованной системой уравнений газовой динамики;

<11/?®= о,

VгTe , ^Т- =0,

V2 С^ = О , ^=0.

О П

где и - коэффициенты динамической вязкости; ги > п 1 п п

» V ^ = ~рГ > С31 = "рГ ' = ^ ^

М4 и - массы молекул компонентов газовой смеси; н^ и

концентрации молекул первого и второго сорта в газе;8/«^ и

масса и концентрация молекул гигроскопического вещества раствора,

И,.- концентрация молекул летучего вещества в растворе; причем 41»

При справедливы следующие условия:

где рвС°\Т;и ^е ~ давлеиие« температура и относительная концентрация летучего компонента смеси па больших расстояниях от капли /*■»/£/.

На поверхности капли /£=»/?/ выполняются условия:

1. условие, учитываоцее наличие касательного к поверхности капли перепада скоростей /с учетом теплового, изотермического, диффузионного скольхениП и вкладов в них эффектов, обусловленных кривизной поверхности, и бариеттовских эффектов/;

2. непрерывности радиальной и касательной составляющих тензора напряжений на поверхности капли;

3. непроницаемости второго /несущего/ и непрерывности первого /летучего/ компонента газовой смеси в каждой точке поверхности капли;

непроницаемости поверхностикапли для растворенного в ней вещества;

5. непрерывности радиального потока тепла через поверхность капли;

6. наличие скачков температуры и относительной концентрации летучего компонента газовой смеси в слое Кнудсена.

Подстановка решений, удовлетворяющих системе уравнений (I > и граничным условиям на бесконечности (2) , в газокйнетические ;' граничные условия на поверхности капли дает систему алгебраических линейных уравнений, в ходе решения которой была получена формула для скорости термофоретического движения умеренно крупных капель бинарных растворов в двухком^понентной газовой смеси.

Новым в ней является учет поправок на растекание в слое Кнуд-

/ / е^Л

сена потока тепла / /, массового // и диффузионного

, «(*>) псг\ г

/ чь • / потоков и поправки на кривизну поверхности капли

'(<ь\

/. а также учет зависимости коэффициента поверхностного натяжения от концентрации растворенного в капле вещества.

77 - ™ ^ р(т>

^--¿Кг^ -р- Тсс_ ' о)

г 4р -иГ-^Г +Г-Г -Г -Г

г ^ ГТт( Г<гТ г<гс Т^Е р рт р Т^)«-

/выражения для безразмерных коэффициентов , Гс ,

Р . Рт.. . здесь не приводятся в силу их громоздкости/. Р К7* рт тге Л* /.»\

Полная скорость термофоретического движения ^ (->.) определяется совместным влиянием отдельных эффектов: теплового и диффузионного скольжений проиорциональных^соответственно, и ^; капиллярных эффектов, связанных с зависимостью поверхностного межфазного натяжения от температуры поверхности капли и от концентрации растворенного в капле вещества /"" /; реактивного эффекта А вызванного неоднородностью фазового перехода вдоль поверхности капли; эффектов растекания молекул газовой смеси и ррТ) /, связанных с неоднородностью градиентов температуры и концентрации в слое Кнудсена, и влиянием термодиффузии во внешней к капле газовой смеси /-- 'у.^/.

Эффекты пропорциональные ^, р^ , Ц^, р вызывают движение частицы в напрМении противоположном вектору ^Т^. Хо » а чгТ* » ^га ~ в направлении вектора Капиллярные эф-

фекты /~ /¿^ / существенно зависят от содержания в капле растворенного вещества; на тепловое и диффузионное скольжения, реактивный эффект, а также эффекты, связанные с растеканием молекул компонентов смеси в слое Кнудсена, влияние содержания гигроскопического вещества сказывается в меньшей степени.

В предельных случаях: I/ при О получено выражение для

скорости термофореза умеренно крупных летучих капель чистого вещества; 2/ при —» 0 - для крупных летучих капель бинарных растворов и чистого вещества.

Заключительный раздел главы посвящен изучению особенностей термофоретического движения капель. Приводятся результаты численного анализа формулы скорости термофореза умеренно крупных / и как предельный случай - крупных/ на примере испаряющихся чистых водяных капель и капель водного раствора /1о.С1> в газовой смеси "водяной пар - воздух" /при относительных концентрациях летучего компонента =0,0001; 0,05; 0,15/ в интервале температур

от 283 К до 333 К. Оценки проведены при относительных концентрациях растворенного вещества ^ от 0 до 0,25 для капель радиусами

30 мкм * 0,2 мкм /численный анализ проводился без учета внутренней

ц<.ё> (Р)

и внешней термодиффузии л^ = О и К = О/.

Термофоретическая скорость капли зависит от размеров ее, концентрации растворенного вещества и от внешних условий, в которых происходит движение, - относительной концентрации летучего компонента газовой смеси / и ее температуры / /.

При переходе через числа Кнудсена 0,01 скорость термо-

фореза меняет знак. В зависимости от размеров капли, а также от внешних условий / "Т^ , / скорость движения чистой капли радиуса й по величине может быть вше или ниже, чем скорость капли раствора определенной концентрации /того же /. Размерами капель и внешними условиями определяется и направление их движения

/Условные обозначения: - =0,0001; 0,05;

-----<иг =0.15/.

Оценивается относительный вклад всех эффектов, оказывающих влияние на перенос капель в газовой смеси. Величина его зависит от размеров капель, температуры смеси и относительной концентрации летучего компонента газовой смеси, окружающей частицу.

Для умеренно крупных /как чистых, так и капель раствора/ в случае их движения в простом газе тепловое скольжение является определяющим. При числах Кнудсена К*-: 0,01 доминирующим же является эффект, связанный с зависимостью поверхностного мекфазного натяжения от температуры /""^т/ в случае движения чистых водяных капель указанных размеров; а при термофоретическом движении капель раствора /Ja.CE этих размеров превалирующими являются два эффекта пропорциональные и , совместное действие

которых уменьшает скорость по величине, но не изменяет направления движения. Диаграммы, показывающие относительный вклад отдельных

эффектов б скорость переноса умеренно крупных и крупных капель раствора и чистого вещества приведены в"Прнлояении 1" диссертации.

Выявлены отличительные особенности влияния температуры газовой смеси на скорость термофореза чистых капель и капель бинарного раствора.

Во второй главе дается обзор теоретических работ, посвященных изучению явления диффузиофореза частиц. Тот факт, что скорость испарения капель растворов зависит от концентрации гигроскопического вещества, как и в случае термофореза, не может не сказаться и на скорости диффузифоретичеекпго переноса капель растворов в газовых смесях.

По аналогии с решением задачи о термофорезе решается задача о движении умеренно крупных летучих капель бинарного раствора в двухкомпонентной газовой смеси/при произвольных концентрациях газовых компонентов/, в которой заданы на бесконечности градиенты относительных концентраций компонентов смеси ^^и / Постановка задачи здесь во многом похожа

на постановку задачи в теории термофореза.

Получена формула для скорости диффузиофоретичеокого движения умеренно крупных /0,01 < < 0,3/ и крупных / летучих

капель бинарных растворов /и как предельный случай - для чистых капель 0/ в двухкомпонентной газовой смеси:

, ^-^Чг-Г^С^)^, Сч)

где р +Г Р -Г-/7 - Г + Г

%е <гт <гс ш р» рт Гты>

Проводится численный анализ полученных формул при тех же условиях, что и в случае термофореза.

Диффузиофоретический перенос капель раствора произволь-

ной концентрации /0<- ^¿^ 0,25/, размеры которых соответствуют О*-^ ~ 0,3, происходит в направлении вектора градиента относительной концентрации летучего компонента газовой смеси / /-О/.

Зависимость безразмерного коэффициента , определяющего пол-

ную скорость диффузиофороза капель, от числа Кнудсена для чистых водяных и капель раствора /^йСЕ с £ =0,25 при температуре смеси = 2с53 1С и £ъ1е~ 0.С001 приведена на рис.3.

-2,0 -чр -6р Рис.3-¿О

о.йг

ол

о.г

'к

Скорость диффузиофоретического движения капель раствора заданного радиуса К выше /по величине/ скорость движения чистых водяных капель того же размера.

Влияние содержания растворенного в капле вещества в различной степени сказывается на скорости диффузиофореза капель в зависимости от их размера, а также от температуры окружающей частицу газовой смеси /результаты анализа'приведены в таблице 2.4.1 диссертации/ С увеличением концентрации гигроскопического вещества капли данного ^ величина скорости диффузиофоретического движения возрастает; при этом чем ниже температура газовой смеси, тем выые по величине скорость капли раствора /с - 0/ заданной концентрации и выше степень влияния содержания растворенного в капле вещества.

■ъ

Степень влияния содержания гигроскопического вещества на 41

А 4

уменьшается с ростом числа Кнудсена /Ой'-я- ^ 0, 3/. Увеличение П

оЫ- наиболее существенно сказывается на скорости диффузиофореза крупных капель.

Как и в первой главе, рассматривается влияние отдельных эффектов /см. формулу С4) / на умеренно крупных и крупных капель раствора и чистого гва; дается численная оценка относил

оительного вклада их в скорость диффузиофореэа.

Диффузионное скольжение / " эффект пропорциональный

вызывают движение капель в направлении противоположном вектору градиента )„а» а эффекты, связанные с переменным межфазным натяжением /~РтТ и /, реактивный / и эффект пропорциональный Грго - в направлении вектора Тепловое скольжение /~ / в случае диффузиофореэа умеренно крупных капель вызывает перенос частиц в направлении вектора (т^еХо » а в случае движения крупных капель - в противоположном ему направлении.

Величина относительного вклада отдельных эффектов, оказывающих свое влияние на диффузиофорётическое движение капель, зависит от размеров капель, температуры газ^овой смеси и относительной концентрации растворенного в капле вещества и летучего компонента смеси /результаты анализа приведены на соответствующих диаграммах в "Приложении 2" диссертации/.

Исследуется влияние температуры газовой смеси на скорость диффузиофоретического движения капель. Выявлены отличительные особенности зависимости коэффициента Р1^ , рассчитанного для чистых водяных капель и капель раствора АаСЛ , от температуры газовой смеси. Здесь важно отметить, что в зависимости от концентрации растворенного в капле вещества и размеров капли характер численной зависимости от*£ркорости диффузиофореэа различен /см.рис.'ш5/

Увеличение относительной концентрации летучего компонента газовой смеси приводит к уменьшению скорости диффузиофореэа как чистых водяных капель, так и капель раствора, но не изменяет направления их движения. В случае движения крупных капель в двухкомпонен-тной смеси выявлены отличительные особенности зависимости от.относительной концентрации летучего компонента газовой смеси коэффициента Р<*> , рассчитанного для чистых капель и для капель раствора.

ОСНОВНЫЕ выводи

1. Получены многочленные формулы /и их предельные случаи/ для скорости термофоретического и диффузиофоретического движения умеренно крупных капель бинарных растворов в двухкомпонентной газовой смеси при произвольном отношении концентраций компонентов; проведен численный анализ полученных формул.

2. Анализ показал, что скорость термо- и диффузиофореза капли /Орк^гО, 3, ^ 0/ зависят от концентрации растворенного в ней вещества и от внешних условий, в которых происходит движение, -

- относительной концентрации летучего компонента газовой смеси и ее температуры.

а/. Показано, что при ~ 0,01 скорость термофореза меняет

знак.

В зависимости от размеров капли, а также от внешних условий

/ , / скорость термофоретического движения чистой кап-

ли / (1 / по величине может бить выше или нп.че, чем скорость капли раствора определенной концентрации /того же $ /. Размерами капель и внешними условиями определяется и направление движения их в поле градиента температуры.

б/ Диффузиофоретический перенос капель раствора произвольной концентрации, размеры которых соответствуют 0,01^-^- £ 0,3, ^--гО происходит в направлении вектора градиента относительной концентрации летучего компопонента газовой смеси. Скорость диффузиофоре-за капель раствора заданного радиуса выше /по величине/

скорости движения чистых водяных капель того же размера.

в/ Влияние содержания растворенного в капле вещества в раз-—-> —П

личной степени сказывается на Ц^ ¿(^ капель в зависимости от их размера, а также от температуры окружающей частицу газовой смеси. С увеличением концентрации гигроскопического вещества капли данного Ц величина скорости как диффузиофоретического, так и термо-• форетичеокого движения возрастает /для умеренно крупных частиц/; при этом в случае диффузиофореза чем ниже температура газовой смеси, тем выше степень влияния содержания растворенного в капле вещества, а в случае термофореза степень влияния понижается.

Р обоих случаях - и термофореза, и диффузиофореза - степень влияния содержания растворенного в капле вещества на скорость движения уменьшается с ростом числа Кнудсена / 0 <■ 0,3/; увеличение С- наиболее существенно сказывается на скорости переноса крупных капель.

3. Скорость движения летучих капель в неоднородной по температуре и концентрациям газовой смеси определяется эффектами теплового и диффузионного скольжений; эффектами, связанными с зависимостью межфазного поверхностного иатяношы от теиператури и от концентрации растворенного л капле вещества; реактивный эффектом.

ш

вызванным неоднородностью фазового перехода на поверхности капли; эффектами, связанными с растеканием молекул компонентов газовой смеси в слое Кнудсена /в случае движения крупной капли последними можно пренебречь/.

Рассмотрено влияние указанных выше эффектов, дающих свой вклад в скорость переноса, па величину'скоростей и М' умеренно крупных и крупных капель бинарного раствора /и как предельный случай - чистых водяных капель/ в газовой смеси

а/ В случас термофореза эффекты пропорциональные , , I, ^ вызывают движение частицы в направлении противоположном вектору ~ "положительные" эффекты; пропорциональные ^.-р,

^Т > ^¡п ~ "отрицательные" эффекты.

б/ В случае диффузиофореза эффекты пропорциональные (Р^ и /^•у» вызывают движение капель в направлении противоположном вектору градиента (^зе)^- "положительные" эффекты; а пропорциональные ^-р, ' ^ ~ "отрицательные" эффекты. Здесь необходимо подчеркнуть, что тепловое скольжение в случае диффузиофореза умеренно крупных капель вызывает перенос частиц в направлении вектора , а в случае движения крупных капель - в противо-

сх>

положном ему направлении.

в/ Показано, что /как в случае термофоретического, так и диффузиофоретического движения/ капиллярные эффекты /

существенно зависят от содержания в капле растворенного вещества; на тегловое и диффузионное скольжения, реактивный эффект, а также эффекты, связанные с растеканием молекул компонентов смеси в слое Кнудсена, влияние содержания гигроскопического вещества сказывается в меньшей степени.

Дана численная оценка относительного склада указанных выше эффектов в скорости ^^ и М умеренно крупных и крупных капель раствора и чисти', водяных капель. Величина относитель-

ного вклада отдельных эффектов зависит от размеров капель, температуры газовой смеси и относительной концентрации летучего компонента смеси, окружающей частицу.

Для умеренно крупных капель / как чистых, так и капель раствора/ в случае их движения в простом газе тепловое ск.ольжснис является определяющим. При числах Ки ^ 0,01 доминирующим, является эффект, связанный с зависимостью поверхностного натядения от Температуры А/^р/, в случае движения чистых водяных капель указанных размеров; а при движении капель раствора этих размеров превалирующими являются два эффекта - пропорциональные /^ут и - совместное действие которых уменьшает скорость движения по величине, но не меняет направление движения. Этот вывод справедлив как для движения капель в поле градиента температуры, так и для движения1 их в поле градиента концентрации летучего компонента.

5. Исследовано влияние температуры газовой смеси на скорости термо- и диффузиофоретического переноса капель. Выявлены отличительные особенности зависимости коэффициентов р^ и р^ ( рассчитанных для чистых водяных капель и капель раствора, от температуры газовой смеси. Здесь важно отметить, что в зависимости от концентрации растворенного в капле вещества и размеров капли характер численно^ "зависимости скоростей термо- и диффу-зиофореза от различен,

6. Скорости термо- и диффузиофоретического движения капель зависят от содержания паров летучего компонента в окружающей частицу газовой смеси. Увеличение приводит к уменьшению величин скоростей '{^гр и М умеренно крупных капель как чистых водяных, так и капель раствора, но не изменяет направление движения.

В случае и термо- и диффузиофоретического движения крупных капель в двухкомпонентной газовой смеси выявлены отличительные особенности зависимости от относительной концентрации летучего

n CT) гСяь)

компонента смеси коэффициентов г и г » рассчитанных для чистых капель и для капель раствора slaCl с 0.

0 Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Яламов К).И..Ушакова Н.Я. К теории термофореза умеренно крупных капель концентрированных растворов. В сб.: Физическая кинетика и гидромеханика дисперсных систем. МОПИ им.Н.К.Крупской. М.,1906.С.2-23.Деп.в ВИНИТИ,№532I-BÜ6.

2. Ушакова Н.Я. Диффузиофорез умеренно крупных капель концентрированных растворов. D сб.физическая кинетика и гидромеханика дисперсных систем. МОПИ им.Н.К.Крупской.М.,1986.0.120-143. Деп.в ВИНИТИ,K32I-B86.

3. Яламов К).И.»Ушакова H.H. Движение умеренно крупных капель концентрированных растворов в неоднородных бинарных газовых смесях. В сб.Избранные проблемы физической кинетики и гидродинамики дисперсных систем. МОПИ им.Н.К.Крупской.И., 1966.С.IWajen.в ВИНИТИ, 1S2675-B87.

4. Ушакова Н.!1.,Юшканов А.А.,Савков O.A..Щукин Е.Р..Яламов В.И, Термофорез умеренно крупных летучих капель. В сб.¡Избранные проблемы теоретической и математической физики. МОПИ им.Н.К.КРупской.

М.,1987.С.3-15.Де п.в ВИНИТИ,№6584-В87.

5. Ушакова Н.Я.,Цукин Е.Р., Планов Ю.и.,Юиканов А.А,,Савков С.А. Диффузиофоретический перенос умеренно крупных капель бинарных растворов. В сб.¡Избранные проблемы теоретической и математической физики. МОПИ им.Н.К.Крупской. М.1907.С.144-160.Деп.в ВИНИТИ,№6584~В87,

6. Ушакова Н.Я., Планов К!.И. Термо- и диффузиофоретический перенос капель бинарных растворов. Архангельск,1989. -172с. Деп. в ВИНИТИ,5958-BÖ9.

7. Ушакова H.H., Планов Ю.И. Термофорез умеренно крупных капель бинарных растворов. - ИФН, 1991,т.60ДЗ.С.508-509.