Системы с газовой дисперсионной средой. Аэрозоли. Механика аэрозолей. Методы разрушения. Применение

Кафедра: Биотехнологии

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Коллоидная химия»

Тема «Системы с газовой дисперсионной средой. Аэрозоли. Механика аэрозолей. Методы разрушения. Применение »

Нижнекамск 2021г

Системы с газовой дисперсионной средой. Аэрозоли. Механика аэрозолей. Методы  разрушения. Применение

Аэрозоли [от греч. aer- воздух и лат. sol(utio)-раствор], дисперсные системы с газовой дисперсионной средой и твердой или жидкой дисперсной фазой.

По способу образования различают конденсационные и диспергационные аэрозоли. Первые возникают в результате присоединения друг к другу молекул вещества в пересыщенном паре (так называемая гомогенная нуклеация) или конденсации пара на присутствующих в нем ионах или мельчайших частицах другого вещества – ядрах конденсации (гетерогенная нуклеация). Конденсационные аэрозоли с жидкой дисперсной фазой называют туманами, с твердой - дымами,

К конденсационным относятся и аэрозоли, образующиеся при горении, химических и фотохимических реакциях в газовой фазе, например при получении оксидов Si и Ti термическим гидролизом их хлоридов в пламени. Важнейший из таких аэрозолей - смог, возникающий в атмосфере в результате фотохимических реакций между газообразными примесями под действием интенсивного солнечного освещения. Особенность конденсации продуктов химических реакций - возможность каталитического действия конденсированных частиц на превращение исходных веществ. Конденсационные аэрозоли могут образоваться также вследствие испарения тел, в том числе в результате воздействия плазмы и лазерного излучения, с последующей конденсацией паров.

Диспергационные аэрозоли с твердыми частицами (пыли) образуются в атмосфере в природных условиях, а также при измельчении твердых тел в шахтах, пересыпании порошков (муки, мела) и т.п. Аэрозоли с жидкой дисперсной фазой (иногда их называют спреями) возникают при распаде струй или пленок жидкости, например при распылении жидкого топлива в двигателях внутреннего сгорания. Важные практические случаи образования жидких аэрозолей – распыление жидкости под воздействием расположенного в ней источника акустических колебаний, разрушение струй при воздействии поля электрического потенциала.

Часто возникают смешанные аэрозоли, состоящие из частиц различного происхождения. Так, при взрывном разрушении твердых тел происходит, как правило, диспергирование вещества и его испарение с последующей конденсацией паров и образованием аэрозолей.

Основные характеристики. Дисперсионную среду характеризуют химическим составом, температурой, давлением, степенью ионизации, параметрами внешних физических полей, полем скоростей течения, наличием турбулентности и ее параметрами, наличием и величиной градиентов температуры и концентрации компонентов. Важнейшие параметры дисперсной фазы аэрозоли - объемная доля частиц  и их массовая доля , число частиц в единице объема (счетная концентрация) nр, средний размер частицы dp и ее электрический заряд. Параметры дисперсной фазы атмосферных аэрозолей при нормальных температуре и давлении составляют: dp 5*108-10-2 см, пр 1-108 см-3,  10-18-10-1,  10-19 В верхних слоях атмосферы пр = 105-1014 см-3,  10-19 -10-33, Наряду с усредненными величинами дисперсную фазу характеризуют распределением частиц по размерам и по величине электрического заряда (последнее даже для монодисперсных аэрозоли). Если вещество дисперсной фазы радиоактивно, необходимо знать также удельную активность частиц. [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]