О сближении аэрозольных частиц за счет сил гидродинамического взаимодействия в акустических полях Текст научной статьи по специальности «Физика»

Известия ТРТУ

Экология 2002 - море и человек

ходимому частицами за период колебания, что, в свою очередь, вызывает увеличение эффекта взаимного гидродинамического дрейфа частиц.

Проведенный расчет гидродинамического дрейфа частиц во взаимно перпендикулярных акустических полях показал, что укрупнение частиц в них при прочих равных условиях происходит в 1,4 раза быстрее, чем в едином поле, т.е. по эффективности коагулирующего воздействия такие поля аналогичны акустическим полям с одним источником звука с удвоенной амплитудой колебательной скорости.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тимошенко В.И. О кинетике акустической коагуляции // Прикладная акустика. Таганрог, 1968. Вып. I. С.200 - 229.

О СБЛИЖЕНИИ АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ЗА СЧЕТ СИЛ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В АКУСТИЧЕСКИХ ПОЛЯХ

Н.Н. Чернов

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Анализ основных гипотез, объясняющих поведение аэрозольнывх частиц в звуковом поле, позволяет сделать вывод, что сближение частиц происходит вследствие взаимного возмущения гидродинамических полей обтекания близкорасположенных частиц, что приводит к появлению асимметрии в их колебательном движении. В результате асимметрии полей обтекания частиц средой возникают силы, вызывающие относительное движение частиц: сближение или расхождение. Силы гидродинамического взаимодействия существенно зависят от режима обтекания частиц среды [1]. Основу большинства промышленных дымов современных предприятий составляют частицы размером 1 - 10 мкм, для которых в низкочастотных акустических полях с уровнем звукового давления до 150 дБ реализуется вязкий режим обтекания. Физически это означает, что силы вязкости преобладают над силами инерции. При выполнении условия квазистационарности обтекания и <<1 поле скоростей колеблющейся шаровой частицы имеет симметричную форму и с достаточной точностью описывается аналитическими соотношениями, полученными Стоксом, решения которых для случая, когда колебательная скорость частиц среды изменяется по единому закону

Щ) = и0ео8(ш1 + ф),

приведено в работе [2].

Однако получаемые на основе этих решений расчетные данные не всегда совпадают с результатами экспериментальных исследований. Это обусловлено тем, что на частицы в промышленных установках действуют сложные акустические поля, представляющие собой суперпозицию двух и более полей, возникающих за счет отражения от стенок газоходов, резонирования газоходов на основной частоте и гармониках. Для уточнения закономерностей микропроцесса акустической коагуляции при наличии двух и более источников звука необходимо найти и проанализировать решение задачи с гидродинамическим взаимодействием частиц в акустических полях, под действием которых колебательная скорость частиц изменяется по сложному закону. Всякое сложное поле можно представить как суперпозицию трех полей, векторы колебательной скорости которых Ух,Уу,У2 взаимноперпендикулярны и направлены по осям х, у и 7.

Секция чичтой воды и чистого воздуха

Учитывая соотношения, полученные Стоксом для стационарного движения сферической частицы, и отбросив в них члены высшего порядка малости (содержащие R в степени, выше первой), общую систему дифференциальных уравнений движения ансамбля частиц под действием акустических сил [3] легко привести к виду, описывающему пространственное взаимодействие произвольного числа сферических частиц в звуковом поле, представляющем суперпозицию трех колебаний.

Аналитическое решение такой системы в общем виде не может быть получено, однако, в некоторых, интересных для практики случаях, в частности, упомянутых ранее, аналитическое решение данной системы может быть получено.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фукс НА. Успехи механики аэрозолей. М.:Изд-во АН СССР, 1961. С.123.

2. Тимошенко В.И. О гидродинамическом дрейфе аэрозольных частиц в звуковом поле при стоксовском режиме обтекания // Прикладная акустика. Таганрог, 1968. Вып. 1. С.173 - 182.

3. Чернов Н.Н. Расчет гидродинамического сближения аэрозольных частиц в сложном акустическом поле при вязком режиме обтекания // Обеспыливание воздуха и микроклимат. Ростов-на-Дону, 1980. С.32 - 37.

СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЫЛЕВЫДЕЛЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ШТАБЕЛЯ ПЫЛЯЩЕГО НАСЫПНОГО ГРУЗА

М.Я. Постан, В.А. Чикановский

Одесский морской национальный университет

A stochastic model is proposed for calculation of expected dust emission intensity from stack of loose bulk cargo surface at open site of a transshipment point. The model is based on theory of Markov drift processes with phase space S1xS2x[0,E], where S1, S2 are the finite or denumerable sets and E is the warehouses' capacity (S1 is set of states of meteorological process, S2 is set of states of technological process).

Предлагается стохастическая модель для оценки ожидаемой интенсивности пылевыделения со штабеля насыпного груза на открытой площадке промышленного предприятии или перегрузочного комплекса, основанная на использовании марковских процессов со сносом. Пусть ( Z ¡(t), Z 2(t), ¿(t)) - однородный марковский процесс, фазовое пространство состояний которого есть SjXS 2x[0,E], где Sj и S2 - конечные или счетные множества. Дискретные компоненты Zj(t) и Z2(t) описывают изменения состояний соответственно метеопроцесса (ветер, влажность воздуха, осадки) и технологического процесса (длины очередей груженого и порожнего транспорта, наличие исправного перегрузочного оборудования и др.), а непрерывная компонента ¿(t) есть количество груза, хранящегося в момент t на складе (Е - вместимость склада). Считается, что компонента ¿(t) удовлетворяет с вероятностью 1 следующему дифференциальному уравнению: