Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Вопросы физики дисперсных систем привлекают к себе в последнее время большой интерес, который вызван как чисто научными, так и прикладными задачами. К ним можно отнести исследование атмосферных и промышленных аэрозолей, биологических сред, проблемы очистки газов и др.
Особенностью дисперсных сред является наличие в '(их мелких взвешенных частиц, физические свойства которых могут сильно отличаться от свойств несущей фазы. Круг явлений, в которых участвуют дисперсные системы, весьма широк. Сюда относятся и чисто механические процессы - освящение аэрозолей в поле тяжести, течение суспензий, - и более сложные процессы в неравновесных средах, например, движение частиц в лазерном луче и в поле градиента температуры (термо- и фотофорез).
Анализ этих процессов был бы невозможен без точной количественной теории взаимодействия частиц дисперсной фазы со средой и с внешними полями.
В данной работе внимание уделено некоторым конкретным вопросам теории, не нашедшим достаточного развития в научных исследованиях и связанным с учетом инерционных и конвективных эффектов, а также реальной формы чзстиц в дисперсных системах.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. В работе ставились следующие цели:
-
Исследование совместного влияния инерционных и нестационарных эффектов на движение твердой сферической частицы в вязкой среде.
-
Исследование термо- и фотофореза капель с учетом внутреннего конвективного переноса тепла.
3. Исследование взаимодействия несферических неоднородно нагретых частиц со средой и возможности их ориентации.
-
Выражение для силы сопротивления, действующей на нестационарно движущуюся в вязкой среде частицу, с одновременным учетом инерционных и нестационарных эффектов получено впервые.
-
До настоящего времени зависимость скорости термо- и фотофореза капель от числа Пекле внутренних течений не изучалась. В данной работе эти зависимости построены для чисел Пекле в диапазоне от О до 10.
-
Теоретически исследован эффект ориентации неоднородно нагретых несферических частиц в вязкой среде, которому до настоящего времени не уделялось внимания. Ориентация частиц относительно направления падения излучения при фотофорезе может влиять на скорость их переноса.
Научная и практическая ценность диссертации в основном определяется актуальностью работы и новизной полученных результатов:
-
Аналитическое выражение для силы сопротивления, действующей на нестационарно движущуюся частицу, может быть использовано при описании поведения аэрозолей в акустических и других переменных полях.
-
Расчитана зависимость скорости термо- и фотофореза капель от числа Пекле внутренних течений, что позволяет учесть влияние внутреннего конвективного переноса тепла. Указанный механизм является существенным в широком диапазоне свойств капель и газовой среды.
3. Исследован эффект ориентации неоднородно нагретых несфврических частиц в вязкой среде, в частности, при воздействии на аэрозоль лазерного излучения. Ориентация частиц оказывает влияние на свойства дисперсной системы, в том числе, на скорость фотофоретического движения.
1. Формулу для силы сопротивления вязкой среды при нестационарном
движении в ней твердой сферической частицы.
-
Метод учета конвективного переноса тепла при термо- и фотофорезе капель. Метод позволяет определить скорость переноса капель по ее известному значению в пределе малых чисел Пекле.
-
Результаты расчетов скорости термофореэа капель, а также фотофореза в приближении полного поверхностного поглощения излучения, при значениях числа Пекле внутренних течений ОСРе^Ю.
-
Формулы для вращающего момента, действующего на неоднородно нагретую несферическую частицу, взвешенную в газовой среде.
-
Обнаруженный теоретически эффект ориентации аэрозольной частицы эллипсоидальной формы относительно направления падения греющего излучения.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты, полученные в диссертации, опубликованы в 4 печатных работах, докладывались на III Всесоюзном совещании по распространению лазерного излучения в дисперсной среде ( г.Обнинск, 1985г.) и на ежегодных научных конференциях преподавателей Московского областного пединститута им. Н.К.Крупской.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, трех глав и грех приложений, имеет объем 103 стр., в том числе основного текста 81 стр., 3 рис., 2 таблицы. Библиография содержит 55 литературных ссылок.