Экология СПРАВОЧНИК

Н ачало исследованиям влияния электрических сил на взаимодействие капель было положено в опытах по влиянию электрического поля на поведение струи. Обнаружилось, что капли при отрывании от струи получают заряды, которые обусловливают взаимодействие капель (Релей [479]).[ ...]

Надо, однако, отметить, что применявшиеся методы определения радиуса частиц не позволяют с высокой достоверностью сравнить результаты эксперимента и теории.[ ...]

Но вместе с этими представлениями возникла и их критика, которая основывалась на том, что электрические силы малы и проявляются только на весьма малых расстояниях между капельками. Лишь в 50-х годах интерес к этим представлениям возродился, и в первую очередь в связи с трудностями в объяснении причин роста капель радиусами от 5 до 20 мкм (см. раздел 1.2).[ ...]

В отличие от Девиса, Г. М. Панченков и Л. К- Цабек [153] сперва получили строгое выражение с известными коэффициентами для двух заряженных сфер во внешнем однородном электрическом поле, которое затем решалось на ЭВМ для конкретных значений.[ ...]

Одной из первых попыток учесть влияние электрических сил на коагуляцию капель была работа Потенье [463]. Он рассмотрел, каким должен быть коэффициент эффективности соударения капли радиусом Я, падающей сквозь облако капелек радиусом г в однородном электрическом поле Е0. Затем Потенье и Лутфулла [465] определили коэффициент эффективности соударения для заряженной капли радиусом Я, падающей в среде незаряженных капелек радиусом г. Эти авторы рассматривали только влияние электрических сил на коэффициент эффективности соударения капель, не учитывая при этом инерционных и вязких сил, т. е. рассматривали электрическую коагуляцию. В действительности необходимо учитывать совместное действие всех сил на движение капель. Так как задача о соударении капель является весьма сложной, то ее решение разбивается на решение ряда частных задач.[ ...]

Одна из первых попыток решить уравнение (15) для определения коэффициента эффективности соударения для частного случая движения капель и электростатических сил принадлежит Коше [269]. Более полное и точное решение уравнения было выполнено Л. М. Левиным [101] для случая стоксовского движения капель и при условии, что Я >г. Задачи о коагуляции двух разноименно заряженных капель и заряженной капли с нейтральной были независимо от Левина решены Кремером и Джонстоном [369].[ ...]

Вычисления, подобные выполненным Левиным, были проведены Кремером и Джонстоном [369]. Они вычисляли на ЭВМ коэффициенты эффективности соударения для потенциального и вязкого потоков под действием электрических сил, когда инерционными силами можно пренебречь. Вычисления были выполнены для случаев коагуляции униполярно и биполярно заряженных капелек с незаряженной каплей и незаряженных капелек с заряженной каплей. При этом учитывался эффект зацепления капель и зеркальные силы. Результаты расчетов Кремера и Джонстона оказались в хорошем согласии с расчетами Левина.[ ...]

Вопрос о коагуляции капель близких размеров в вертикальном электрическом поле был рассмотрен Сартором [495]. Он использовал уравнение, полученное Хокингом [339] для аэродинамических сил взаимодействия капель, совместно с выражением для электрических сил взаимодействия в электрическом поле по Девису [274] для определения сепаратрис на ЭВМ. Вычисления велись в пределах применимости закона Стокса для отношения радиусов г/Я = = 0,8. В табл. 4 приведены сведения о коэффициентах эффективности «прямого» соударения капель в электрическом поле, определенных по данным о расстоянии сепаратрисы от вертикальной оси Падения большой капли на бесконечности, в зависимости от расстояния начального горизонтального разделения капель. Коэффициенты эффективности соударения без электрического поля для капель этих размеров равны нулю.[ ...]

Н. В. Красногорской [92, 93, 95]. Красногорская [92, 93], используя уравнение Хокинга [339] для гидродинамического взаимодействия капель сопоставимых размеров и силы взаимодействия диполей на нейтральных каплях в электрическом поле, пренебрегая взаимодействием мультиполей более высокого порядка, как это делал Левин [103, 104], и предполагая капельки геометрически точными сферами, вычислила на ЭВМ значения коэффициентов эффективности соударения капель в пределах г/7? = 0,8. В дальнейшем Красногорская [95] использовала для электрических сил более точное выражение, учитывающее взаимодействие мультиполей высшего порядка, полученное Девисом [274].[ ...]

В табл. 5 приведены данные, для которых гравитационный коэффициент эффективности соударения равен нулю (/?=10 мкм) и 0,132 ( = 20 мкм и г= 10 мкм). Из нее следует, что влияние зеркальных сил довольно значительно и их необходимо учитывать при вычислениях. Коэффициент К при напряженности поля 12Х ХЮ4 В/м для капель Я = 20 мкм и г= 10 мкм оказывается примерно на 30% больше при учете зеркальных сил, чем без такового. Из сопоставления данных для одинаковых напряженности поля и отношений гЩ следует, что с увеличением размеров капель коэффициент эффективности соударения уменьшается. Таким образом, влияние электрического поля на коагуляцию капель сопоставимых размеров повышается с уменьшением их радиусов.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Взаимодействие двух проводящих сфер в электрическом поле.

Зависимость коэффициента эффективности соударения капли радиусом 30 мкм с каплями радиусом 5 мкм (1), 7,5 мкм (2), 10 мкм (3) и 12,5 мкм (4) от напряженности электрического поля. По Линдбладу и Семонину [397].

Зависимость коэффициента эффективности соударения заряженных капель от напряженности горизонтального электрического поля. По Семонину и Пламли [512].

Вернуться к оглавлению