Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В течение года в атмосферу Земли поступает более Ю9 т аэрозолей, из них около 5«10 т являются результатом промышленной деятельности человека. Аэрозоли оказывают заметное влияние на состояние окружающей срода, па процессы радиационного теплообмена и на условия распространения електромагнітних волн в атмосфере и космическом пространстве. Значительная доля ворозоЛышх частиц имеет несфэрическую форму и обладает электрическим зарядом, поэтому под влиянием внешних- потенциальных нолей'они могут приобретать преимущественную ориентацию, что существенно меняет угловые оптические характеристики ансамбля частиц.
Исследование оптических свойств ориентированных электричео-ких полем аэродиспорсннх частиц с размерами порядка длины пада-щей световой волны является новым и актуальним направлением ат- мосферной оптики и физики аэрозолей и имеет важное значение для решения экологических проблем.
Другая сторона этой проблемы связана с определенном влияния электрического состояния поверхности аэрозольных частиц на процесс их ориентации в электрическом поле и с выяснением природа зарядов, отватстветшх за поверхностную электрическую поляризуемость аэрозолей, проявлявшуюся в элэктрооптичоских опытах.
В связи с повышением актуальности вопросов охраны оіфужащей среды вакное значение приобретает задача создания новых эффективных приборов контроля и анализа аэрозолей как загрязнителей воздуха. Прлборн, основанные на измерении электрических, оптических и электрооптических свойств частиц, обладают тем значительным преимуществом, что позволяют быстро и качественно проводить исследование аэрозольных систем in sity, без осак-деїшя частиц на подложку.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Экспериментальное исследование влияния процессов уігаполярного электростатического' заряжения аэрозольных частиц и адсорбции их поверхностью паров органических кидкостей . на величину индуцированного электрическим полем элоктрооптичос-кого светорассеяния с одновременным контролем их микроструктурного, в частности электрического состояния.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ : - разработка комплекса аппаратуры для исследования электрического состояния аэрозольных частиц, а также величин и кинога- ческкх ппрамптров, характеризующих их олектрооптические свойстве.;
исследование влияния процесса заряжания и значений заряда аерозольних частиц на их электрооптические характеристики ;
изучение закономерностей изменения величніш влектрооптичес-кого светорассеяния в зависимости от параметров ориентирующего поля и состава дисперсионной среды.
'НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ состоит в том, что
впервые експериментально исследованы влектрооптические характеристики электрически заряжешпіх не сферических аэрозолей рачличного происхождения ;
впервые выполнены экспериментальные исследования влияния, .примесей паров летучих органических соединений на влектрооптические свойства аэрозолей ;
впервые получены спектры плотности мощности влектрооптичео-к'ого рассеяния света на заряженных аэрозольных частицах и исследовано влияние вношшх факторов на ход споктров ;
- впервые разработаны, созданы и применены в научных исследо
ваниях динамические индукционные электрометрические приборы р
дифференциальным!! датчиками для измерения удельного и объемного
зарядов аэродисперсных систем.
Оригинальность разработок и новизна технических решений подтверждена авторскими свидетельствами CCGPJS Л 932423,366626, 1041962,.132Б37Э, 13Э7852, 17234ЭЭ.
Полученные в работе экспериментальные данные об элентро-одтических свойствах заряженных и нейтральных аэрозольных частиц имеют как научное, так и практическое значение. Они могут быть использованы при изучении процессов выведения газообразных загрязнителей из атмосферы за счет адсорбции их поверхностью аэрозольных частиц, а также при изучении електрокинетических явлении и процессов коагуляции в аерозолях. Сведения о рассеянии электромагнитного излучения системой ориентированных частиц могут использоваться при исследовании процессов деполяризации електромагнітного излучения несферическими частицами в земной атмосфере и в космическом пространстве.
Применение разработанных и создишшх приборов позволяет проводить изучение кинетики процессов зарякания и релаксации объемных зарядов в веродасперсных системах, производить намерение счетной и массовой концентрации заряженных частиц и изучение влектрошвврхногтних и влектрооптических явлений в аерозольних системах.
Полученные.я диссертации научные результаты, а также разработанные для измерения малых электростатических зарядов приборы, методики и сконструированные экспериментальные установки нашли применение в лаборатории комплексной токсшолого-гигио-нической оценки неметаллических материалов института ВНКИГШІТОКС (г Киев), в лаборатории электростатической искробееопвсности Макеевского ША безопасности работ в горной промышленности для исследования электризации угольной ішли, на кафедре физики* Стерлитямакского пединститута длл исследования электризации дисперсных систем, в ІПО "Союзнефтеотдача" для исследования влияния ПАВ на электрические свойства дисперсних систем, что подтверждается соответствующими документами .
ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛПЕШЖ РЕЗУЛЬТАТОВ обеспечивается :
использованием надежных стандартаых алгоритмов, применяемых для гармонического анализа и цифровой обработки сигналов электроопти"оского светорассеяния,
воспроизводимостью результатов исследований коэффициентов-влвктрооптического светорассеяния системой зврякошшх и олоктро-нойтрвлыпх аэрозолей,
удовлетворительным согласием между значениями коэффициентов светорассеяния, получешшмн п результате измерения , и данными лабораторішх исследований других авторов.
Основіше результаты диссертационной работа докладывались и обсуклплись на III и IV Всесоюзных научно-техішчаских конференциях по защита от вредного влияния статического электричества в народном хозяйство (г. Северодэнецк, 1984 й 198Э г.г.). на XIV Всесоюзной конференции по физике яэродиспореннх систем (г. Одесса,1SSG г.), на VI Всесоюзной ' конференции по горению полимеров и созданию ограниченно горючих материалов (г. Суздаль, 1988 г.), на II Всесоюзном совещании по приборостроению в области коллоидной химии и фпг-ико-хкмичоскоЯ механики (г. Нремча, 1ЭЭ0 г.), на IV межотраслевой,ноучно-техгшческой конференции по электризации (г. Томск, 1990 г.). на Всесоюзной научной конференции по токсикологии и гигиене применения пестицидов и полимерных материалов в народном хозяйство ( г. Киев, 19Я0 г.), на научных семинарах кафедры физической электроники ЕшГУ, пыучшх семинарах лаборатории Физики аэрозолей Ifflltf> СпЕГУ, опубл.шовлла
В 8 печатных раоотах, получено 6 авторских свидетельств на конструкции приборов для измерения заряда аэрозолей.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ