Введение к работе
Актуальность. Различные природные явления, а такта-многие.
технологические процессы, связаны с процессами
аврозолеоОразования. Одним из основных путей образования аэрозоля - термоконденсашонннй.
Процессы термоконденсационного образования новой фазы в комбинации с другими физико-химическими процессами могут осуществляться различными путями. Это гетеромолекулярная, гетерогенная, автогетерэгенная, хемо- к фэтонуклеация. Каждая из перечисленных видов нуклеации требует детального исследования, что является сложной задачей. Достаточно сказать, что для наиболее простого типа нуклеации однокомпонентного пара до сих пор не разработана теоретическая модель, которая бн согласовывалась с имеющимися' экспериментальными данными.
Очевидно, что ' для . построения теоретической модели нуклеации, которая бы.более точно описывала механизмы процесса образования новой фазы, необходимо иметь как можно больше экспериментального материала. В связи с этим, представляется актуальным . развитое методик» позволяющих экспериментально определять параметры, характеризуйте процессы образования новой фазы в широком диапазоне условий. Представляют интерес экспериментальные исследования влияния фазового перехода в -критических зародышах на процесс зародышеобразования.
Целью работы явилось: -развитие метода экспериментального исследования объемной нуклеации при давлении парогазовой смеси ниже атмосферного. -создание методик експериментального определения параметров критических зародышей, -исследование влияния фазового перехода в критических зародышах на параметры, характеризующие процесс нуклеации.,'-
Для этого были решены следующие задачи:
- Разработана автоматизированная установка и методика
экспериментального определения скорости, объемной, нуклеации в
ламинарном аксиальном потоке, парогазовой; смеси при пониженных
давлениях. '.'''.'
- Разработан Пакет прикладных программ регистрации и обработки
экспериментальных данных.
Теоретически обоснованы и разработаны методики экспериментального определения параметров критических зародышей новой фазы, і- Экспериментально исследовано влияние на процесс звродышеобразсвания изменения межмолекулярного взаимодействия в критических зародышах на примере исследования нуклеации системы глицерин-азот в окрестности фазового перехода (плавления) в глицерине.
Научная новизна работы.
Создана автоматизированная экспериментальная установка, тшзволянцая исследовать процессы нуклеации в парогазовых системах при давлениях газа ниже атмосферного давления.
Теоретически обоснована возможность определения вклада межфазной границы в внергию Гиббса критических зародышей при гетеромолекулярноЯ нуклеации из зависимостей скорости нуклеации от пересыщений компонентов при различных температурах конденсации. Развита методика определения, количества молекул газа-носителя в критическом зародыше из экспериментов по определению изотермической зависимости пересыщения пара от давления газа-носителя при постоянной скорости нуклеации. Методика позволяет рассчитывать число молекул гаэа-носателя в критическом. зародыше в широком диапазоне условий процесса образования новой фазы.
Экспериментально исследована нуклеация пересыщенных паров глицерина в атмосфере азота при различных давлениях азота ниже атмосферного в широком диапазоне температур конденсации. Обнаружена зависимость скорости нуклеации от давления азота. На основе эмпирически определенных зависимостей скорости нуклеации от параметров парогазовой смеси вычислены величина вклада мекфазной границы в энергию Гиббса критических зародышей и состав критических ввродшей.
Обнаружено влияние фазового перехода в глицерине на количество молекул в критических зародышах и величину вклада мекфазной границы в энергию Гиббса критических зародышей в парогазовой системе глицерин-азот.
Практическая ценность.
Разработанный автоматизированный вариант экспериментальной
установки для исследования процессов нуклеации - -позволяет
достаточно бистро, по"сравнению с другими методами, получать большой объем данных. Экспериментально определены скорости нуклеации ларов глицерина в атмосфере азота при давлениях азота ниже атмосферного. Полученные данные, в сочетании с уже существующими результатами, могут служить основанием для уточнения теории нуклеации.
Предложенные методики определения параметров критических зародышей на . основе експериментальних . данных позволяют исследовать малоизученную область непродолкнтолъно живущих мэтастабилышх со-сточий* веществ.
Защищаемые положения:
- Методика экспериментального исследования нуклеации
однокомпонентного пара в атмосфзрэ газа при давлениях ниже
атмосферного. .
- Методики определения количества молекул газа-носителя в
критических зародышах и величину вклада мвяфазной границы в
анергию ГиОбса . критических- зародышей из экспериментальных
данных по скорости гетеромолзкуллрной нуклеации.
Экспериментальные результаты измерения скорости нуклеации паров глицерина в атмосфере азота при давлениях азота ниже атмосферного.
- Результаты по определению параметров критических зародышей при нуклеации в парогазовой системе глицерин-азот.
Апробация результатов. Основные результаты .диссертационной работы были представлены на: XV всесоюзной конференции "Актуальные вопросы физики авродиснереннх .систем" (Одесса, 1989}, Европейской аэрозольной конференции (Вена, Австрия, 1989), -3-ей международной аэрозольной конференции (Киото, Япония, 1990), 3-ей китайской аэрозольной коїференции (Пекин, Китай, ISS0), Европейской вврозольной конференции (Цюрих, Швейцария, І989). '.:'
Публикации. По теме диссертация опубликовано 10 работ.-
. , 3
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, еыводов, приложений, списка литературы. Она изло^сена на 152 страницах машинописного текста и содержит 38 рисунков. Список цитируемой литературы включает 130 наименований.
Похожие диссертации на Объемная нуклеация пересыщенных паров при пониженных давлениях газа-носителя
