ВЛИЯНИЕ ДВИЖЕНИЯ СРЕДЫ И ВНУТРЕННИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛА НА ТЕРМОФОРЕЗ КРУПНОЙ ТВЕРДОЙ ЧАСТИЦЫ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ПРИ МАЛЫХ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ПЕРЕПАДАХ ТЕМПЕРАТУРЫ
Введение 4
Глава I. Постановка задачи. Основные уравнения и граничные условия 9
Глава II. Решение уравнений гидродинамики. Нахождение полей скорости и давления вне и внутри крупной испаряющейся капли 15
Глава III. Распределение температуры концентрации в окрестности испаряющейся капли 21
Глава IV. Вывод выражения для силы и скорости диффузиофореза крупной испаряющейся капли сферической формы. Анализ полученных результатов 29
Заключение 33
Литература 34
Актуальность исследования. На частицы, входящие в состав аэродисперс- HBix систем, действуют сил BIразличной природы, ввхзвхвающие их упорядо¬ченное движение [1,2]. В газообразнвхх средах с неоднороднвхм распределени¬ем температурах может возникнуть упорядоченное движение частиц, обуслов¬ленное действием сил молекулярного происхождения. Их появление вызвано передачей нескомпенсированного импульса частицам молекулами газообраз¬ной среды [1,2,3,4,5,6,7].
При этом движение частиц, обусловленное, например, внешним заданным градиентом температуры, называют термофорезом. Термофоретическая сила перемещает частицы из областей с более высокой температурой в области с более низкой температурой. Термофорез может оказывать значительное вли¬яние на протекание физических процессов, например, на осаждения частиц в каналах тепло-и массообменников, на движение частиц в зонах просвет¬ления аэродисперсных систем и т.д. Это явление широко используется при проведении тонкой очистки небольших объемов газов, нанесения, заданной толщины, специальных покрытий из аэрозольных частиц, отборе аэрозоль¬ных проб, получение высококачественных оптических волокон и т.д. Таким образом, термофорез не только встречается в природе, но и широко исполь¬зуется в технике и промышленности [1,2,3,4,5,6,7]. Поэтому изучение этого явления представляет интерес с точки зрения науки, так и на практике.
Рассмотрение термофореза в газообразной среде является комплексной задачей. Это связано с тем, что в газе движение конкретной частицы определяется как поверхностными явлениями (обусловленными непосредственным взаимодействием молекул газообразной среды с поверхностью частицы), так и с объемными эффектами, возникающими из-за неоднородных распределений гидродинамического и температурного полей.
В исследованиях по теории термофореза частиц, опубликованных до на-стоящего времени, не учитывалось влияние движения среды при движении
сферической частицы в вязкой газообразной среде, причем рассматривалось в движение как при малых, так при значительных относительных перепадах температурах в окрестности частиц [4,5,6,7]....
В квазистационарном приближении при малых числах Пекле и Рейнольдса получены аналитические выражения, которые позволяют оценивать термофоретическую силу и скорость крупной твердой частицы сферической формы, внутри которой действуют неоднородно распределенные внутренние источника тепла, когда средняя температура поверхности капли незначительно отличается от температуры вдали от нее с учетом движения среды (учтены конвективные члены в уравнении теплопроводности). Проведенный качественный анализ показал, что случае малых относительных перепадов температуры движения среды к чисто диффузиофорезу составляет не более 10-12 %.
