Sự tương tác ngưng tụ giữa các hạt aerosol

Springer Science and Business Media LLC - Tập 43 - Trang 132-146 - 2008
V. Yu. Aleksandrov, A. I. Erofeev, M. N. Kogan, O. G. Friedlander

Tóm tắt

Sự tương tác giữa các hạt aerosol do quá trình ngưng tụ/bay hơi xảy ra trên chúng được xem xét. Giả định rằng quá trình trao đổi nhiệt có thể diễn ra trong các chế độ phân tử tự do, chuyển tiếp hoặc lục địa. Các phương pháp mô phỏng tiệm cận và số (phương pháp DSMC để giải hệ phương trình Boltzmann động lực học phi tuyến và phương pháp phân tử kiểm tra thống kê để giải phương trình Boltzmann tuyến tính) được sử dụng. Các đặc điểm của lực tương tác giữa hai hạt aerosol được nghiên cứu. Lực tương tác được xác định là hàm của chế độ dòng chảy (số Knudsen), khoảng cách giữa các hạt và hình dạng của chúng, nồng độ hơi ngưng tụ, và hệ số ngưng tụ. Các xấp xỉ của các hàm này được xây dựng.

Từ khóa

#hạt aerosol #ngưng tụ #lực tương tác #số Knudsen #mô phỏng DSMC

Tài liệu tham khảo

V.G. Levich, Physicochemical Hydrodynamics (Fizmatgiz, Moscow, 1959) [in Russian]. J. Happel and H. Brenner, Low Reynolds Number Hydrodynamics (Prentice-Hall, Englewood, 1965; Mir, Moscow, 1976). Hydrodynamic Interaction between Particles in Suspensions, Ed. by Yu. A. Buevich (Mir, Moscow, 1980) [in Russian]. R.G. Boothroyd, Flowing Gas-Solids Suspensions (Chapman and Hall, London, 1971; Mir, Moscow, 1975). R.D. Cadle, Particles in the Atmosphere and Space (Reinhold Publ. Corp., N.Y., 1966; Mir, Moscow, 1969). L.E. Sternin, Fundamentals of Gas Dynamics of Two-Phase Nozzle Flows (Mashinostroenie, Moscow, 1974) [in Russian]. A.A. Shraiber, L.B. Gavin, V.A. Naumov, and V.P. Yatsenko, Turbulent Gas Suspension Flows (Naukova Dumka, Kiev, 1987) [in Russian]. S.A. Senkovenko and A.L. Stasenko, Relaxation Processes in Supersonic Gas Jets (Energoatomizdat, Moscow, 1985) [in Russian]. A.Yu. Varaksin, Turbulent Gas Flows with Solid Particles (Fizmatlit, Moscow, 2003) [in Russian]. Yu.P. Gupalo, A.D. Polyunin, and Yu.S. Ryazantsev, Mass-and Heat-Transfer between Reacting Particles and a Flow (Nauka, Moscow, 1985 [in Russian]. M.N. Kogan, I.N. Bobrov, C. Cercignani, A. Frezotti, and K. Austin, “Interaction of Evaporating and Condensing Particles in the Free-Molecular Regime,” Phys. Fluids 7, No. 7, 1775–1781 (1995). R. Kurose, H. Makino, S. Komori, M. Makamura, P. Akamatsu, and M. Katsuri, “Effects of Outflow from the Surface of a Sphere on Drag, Shear Lift and Scalar Diffusion,” Phys. Fluids 15, No. 8, 2338–2350 (2003). H.N. Oguz and A. Prosperetti, “The Hydrodynamic Interaction of Two Slowly Evaporating Spheres,” Phys. Fluids A A1, No. 10, 1656–1665 (1989). M.S. Raju and W.A. Sirignano, “Interaction between Two Vaporizing Droplets in an Intermediate Reynolds Number Flow,” Phys. Fluids A A2, No. 10, 1780–1796 (1990). A.B. Vatazhin and A.A. Sorokin, “Aircraft Atmospheric Aerosols and Ecological Problems,” Fluid Dynamics 27(6), 799–810 (1992). A.B. Vatazhin, A.M. Starik, and E.K. Kholshchevnikova, “Electric Charging of Soot Particles in Aircraft Engine Exhaust Plumes,” Fluid Dynamics 39(3), 384–392 (2004). S. Chapman and T.G. Cowling, The Mathematical Theory of Non-Uniform Gases (University Press, Cambridge, 1952; Izd-vo Inostr. Lit., Moscow, 1960). M.N. Kogan, B.S. Galkin, and O.G. Fridlender, “Stresses Developed in Gases as a Result of Inhomogeneous Temperature and Concentrations. New Types of Free Convection,” Usp. Fiz. Nauk 119, No. 1, 111–125 (1976). M.N. Kogan, “Kinetic Theory in Aerothermodynamics,” Prog. Aeronaut. Sci. 29, No. 4, 271–354 (1992). Y. Onishi, “The Spherical-Droplet Problem of Evaporation and Condensation in a Vapour-Gas Mixture,” J. Fluid Mech. 163, 171–194 (1986). G.A. Bird, Molecular Gas Dynamics (Clarendon Press, Oxford, 1976; Mir, Moscow, 1981). O.M. Belotserkovskii, A.I. Erofeev, and V.E. Yanitskii, “Time-Dependent Direct Statistical Simulation Method for Rarefied-Gas Flows,” Zh. Vychisl. Matematiki i Mat. Fiziki 20, No. 5, 1174–1204 (1980). I.M. Sobol’, Numerical Monte-Carlo Methods (Nauka, Moscow, 1973) [in Russian]. S.M. Ermakov and G.A. Mikhailov, Course of Statistical Simulation (Nauka, Moscow, 1976) [in Russian]. M.D. Van Dyke, Perturbation Methods in Fluid Mechanics (Academic Press, New York, 1964; Mir, Moscow, 1967). N.E. Kochin, I.A. Kibel’, and N.V. Roze, Theoretical Hydromechanics, Vol. 2 (Fizmatgiz, Moscow, 1963) [in Russian]. V.S. Galkin and O.G. Friedlander, “Forces on a Body in a Gas Associated with Burnett Stresses,” Prikl. Mat. Mekh. 38, No. 2, 272–283 (1974). F.S. Sherman, “A Survey of Experimental Results and Methods for the Transition Regime of Rarefied Gas Dynamics,” in Rarefied Gas Dynamics. Proc. 3rd Intern. Symp., Vol. 2, Ed. by J.A. Laurmann (Acad. Press, N.Y., London, 1963), 228–260.