Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Аэрокірнелердің оптикалық қасиеттері




Аэрокірнелердің оптикалық қасиеттері, лиокірнелердің оптикалық қасиеттері сияқты бірдей заңдылықтарға бағынады, бірақ аэрокірнелерде олар тығыздықтарының, яғни аэрокірнелердің бөлшектерінің сыну көрсеткіші мен газ ортасының да сыну көрсеткішінің әртүрлілігіне байланысты айқын көрінеді. Аэрокірне бөлшектерінің жарықпен әсерлесуінің сипаты, бөлшек өлшемі d>>λ болса, онда әсерлесуді геометриялық оптика жағынан қарастыруға болады, егер d<<λ немесе d<λ болса, онда электромагниттік тербелу теориясына негізделу қажет, яғни жарықтың толқындық табиғатын ескеру керек. Аэрокірнелер үшін жарықтың шашырауы және жұтылуы тән.

Жарық шашырауының қарқындылығы бұрыннан белгілі Релей теңдеуімен анықталады:

Jp =J0 KνV24; мұнда K=24π3(n21-n20/n12+2n20)2

Бөлшектің сыну көрсеткіші n, ортаның сыну көрсеткішінен n0 үлкен болғандықтан, аэрокірнелер үшін К шамасы, лиокірнелерге қарағанда үлкен болады.

Релей теңдеуінен көрініп тұрғандай қызыл түс, көк және сары түстерге қарағанда аз шашырайды, егер аэрокірнелердің бөлшектерінің атмосфераның жоғары бөлігіне қарағанда төменгі бөлігінде көп екендігін ескерсек, онда таң атқанда және күн батқанда аспан алқызыл түске боялатыны, ал түсте көк болатыны түсінікті. Күн горизонтқа жақындағанда, біз горизонтальды орналасқан атмосфераның төменгі шаңды қабатынан өткен шашыраған жарық сәулелерін бақылаймыз, сондықтан ең бірінші болып қызыл түс жетеді. Күн жоғары атмосфералық ауаның вертикальды бағанасында тұрғанда бөлшектердің сандық қосындысы салыстырмалы түрде үлкен емес және сәйкесінше қысқа толқындардың шашырауы үлкен болмайды, сондықтан біз аспанның көк түс беретінін байқаймыз.

Кейбір металдың немесе көмірдің бөлшектері жарықты жұта алады.Түтіннің қара түсі, түтін бөлшектердің көрінетін барлық ұзын толқынды сәулелері жұтуға негізделген. Түтіннің ақ түсі, оның бөлшектерінің барлық толқын ұзындықтарындағы шашыраудың белсенділігіне негізделген.



Аэрокірненің жарықты шашыратуда үлкен қабілеттілігіне байланысты,көбінесе түтін тудыруда кеңінен қолданылады. Барлық түтіндердің ішінде жарықты шашырату және кескіндеу қабілеті жоғары болып P2 O5 түтіні саналады, оның жасыру қабілеті бірлік ретінде алынған.

Аэрокірнелердің молекулалық-кинетикалық қасиеттеріАэрокірнелердің молекулалық-кинетикалық қасиеттерінің ерекшеліктері:

§ дисперстік фаза бөлшектерінің концентрациясының аздығына-мысалы, 1 см3 гидрокірнеде 1016 алтын бөлшектері бар, ал алтын аэрокірнелерінің осындай көлемінде алтынның 107 бөлшегі бар;

§ дисперстеуші ортаның тұтқырлығының аздығына – мысалы, бөлшектердің қозғалысы кезінде пайда болатын үйкелу коэффициентінің аз болуы;

§ дисперстеуші ортаның тығыздығының аз болуына – pб>> p0 негізделген.

Бұлардың бәрі аэрокірнелердегі бөлшектердің қозғалысы лиокірнелерге қарағанда қарқынды екенін көрсетеді. Аэрокірнелер жабық ыдыста болатын және бөлшектердің пішіні сфералық радиусы r және тығыздығы p болатын қарапайым жағдайды қарастырайық:



Мұндай бөлшектерге бір кезде вертикальды төмен бағытталған ауырлық күші және тура қарама-қарсы бағытта үйкеліс күші әсер етеді. Бұдан басқа бөлшектер броундық қозғалыста болады, нәтижесінде диффузия пайда болады.

Аэрокірнелердегі диффузия және седиментация үдерістерін сандық бағалау үшін, диффузияның ағынын ідиф және седиментацияның меншікті ағынының ісед мәндерін пайдалануға болады. Оларды біз лиокірнелердің седиментациясында қарастырған болатынбыз.

ідиф=-KТ/B*dv/dx (9.4)

ісед=-KТ/B*dv/dx (10.7)

Қайсы ағын тиімді ( ідиф немесе ісед) екенін анықтау үшін олардың қатынастарын қарастырады.

іседдиф=4п3(p-p0)*gv/3RTdv/dx

Бұл теңдеуде (p-p0)>>0. Ендеше, жоғарғы бөлшек шамасы бөлшектердің өлшемімен анықталады.

Егер r>1 мкм, онда ісед>>ідиф, яғни седиментация тез жүреді де бөлшектер ыдыс түбіне тұнады.

Егер r<0,01 мкм болса, онда ісед<<ідиф. Бұл жағдайда седиментация болмайды да диффузия белсенді жүреді. Нәтижесінде бөлшектер өзара бір-бірімен соқтығысса, онда олар жабысады, бұл олардың іріленуімен конденсацияның төмендеуіне алып келеді. Бұл 4.2 кестемен түсіндіріледі.

4.2-кесте. Жабық бөлмедегі сулы тұмандарға арналған мәліметтер

Дисперстік жүйе d, мкм Тұну жылдамдығы см/м Биіктігі 3м бөлмедегі тұну уақыты
Жоғары дисперстік 0,5-5 0,00075-0,075 4,65тәулік-1,1сағ
Орташа дисперстік 5-25 0,075-1,9 1,1сағ-2,6мин
Төмен дисперстік 25+100 1,9-27 2,6мин-11,1с
Майда тамшылы 100-250 27-95 11,1с-3,2с
Ірі тамшылы 250-400 95-162 3,2с-1,9с

 

Осылайша, аэрокірнелерден майда да, ірі де бөлшектер тез арада жойылады: бірінші салдар – қабырғаларға жабысу немесе бірігу, екіншісі – түбіне тұну нәтижесінде болады. Бөлшектердің аралық өлшемдері максималды тұрақтылыққа ие болады. Сондықтан да, аэрокірне түзілу сәтіндегі бөлшектердің сандық концентрациясы қаншалықты үлкен болғанымен, бірнеше секундтан соң 103 бөлшек/см3 аспайды.

Аэрокірнелер бөлшектері үшін температуралық градиент өрісінде температураның өзгеру бағытымен бөлшектердің қозғалысы бағыттас. Термофорез, термопреципитация, фотофорез сияқты құбылыстар осыған негізделген.

Термофорезбөлшектердің температураның төмендеу бағытымен өздігінен қозғалысы. Бұл бөлшектерге «ыстық» жағынан шапшаңырақ молекулалары шабуылдайды да, сосын ол «суық» жаққа қарай ығысуынан болады.

Термопреципитация – аэрокірне бөлшектерінің жақын аралықта ыстық дененің болу кезінде суық беттердегі тұнуы.

Термопреципитация радиатор, лампа, ыстық құбыр, пештер және т.б. маңында шаң-тозаңдардың қабырға және төбелерге тұнуына негізделген. Фотофорез - біржақты сәулелендіру кезінде аэрокірне бөлшектерінің қозғалуы, көбінесе ол термофорездің дербес жағдайы болып табылады. Мөлдір емес бөлшектер үшін оны фотофорез байқалады, яғни бөлшектер жарық сәулесінің бағытымен қозғалады. Мөлдір бөлшектер үшін теріс фотофорез болады, ол бөлшектер өлшемін үлкейту салдарынан оң фотофорезге ауысуы мүмкін.


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2018 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал