ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Опытные данные по определению скорости образования зародышей из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Издание 3" Надежность теоретических формул может быть подтверждена только опытными данными, поэтому результаты экспериментальных исследований по изучению скорости образования зародышей используются в первую очередь для оценки теоретических формул, предложенных для определения этой скорости. Однако методы определения численной концентрации аэрозоля в момент его образования (когда размер частиц очень мал, г 10 см) не разработаны, поэтому измерения производят после того, как в результате конденсационного роста в пересыщенном паре объем частиц увеличивается в сотни тысяч раз от этого точность измерений снижается. [c.35] Исследования проводятся по двум направлениям. К первому относятся исследования, осуществленные в условиях, близких к критическим (при 5 5кр и / 1) и принимаемых условно за начало гомогенной конденсации. [c.35] Критическое пересыщение в этом случае определяют по уравнению (1.61). Соответствие расчетных и экспериментальных значений для 5 характеризует надежность уравнений для расчета скорости образования зародышей. Исследования, относящиеся к этому направлению, были рассмотрены ранее (стр. 32), поэтому здесь они обсуждаются кратко. [c.35] Из данных табл. 1.5 видно, что величины /, рассчитанные по различным уравнениям, существенно отличаются между собой и не дают достаточных оснований для оценки этих уравнений. Как указывалось ранее, такое расхождение частично объясняется малой чувствительностью камеры Вильсона, особенно в момент образования зародышей, поскольку из-за низкой концентрации зародышей и малого их размера рассеяние света ничтожно, что приводит к значительным погрешностям Кроме того, большие отклонения в значениях / для различных жидкостей, вычисленных по одним и тем же формулам (см. табл. 1.5), указывают на то, что эти формулы, по-видимому, недостаточно полно учитывают все факторы, влияющие на скорость образования зародышей. [c.36] Ко второму направлению относятся исследования, проведенные при условии, что 5 5кр и / 1, причем скорость образования зародышей определяют по уравнению (1.21). [c.36] Результаты этих исследований позволяют получить более надежные данные о скорости образования зародышей, поскольку с увеличением 5 уменьшается производная // 5 и повышается точность определения I. Это подтверждается экспериментальными данными (см. рис. 3.15—3.17). [c.36] В основу метода определения скорости образования зародышей при 5 5кр могут быть положены все процессы, приводящие к образованию пересыщенного пара. Однако в результате лучеиспускания в лабораторных условиях трудно создать высокое пересыщение пара, а следовательно, и разработать метод для определения значения /. [c.36] Рассмотрим наиболее интересные результаты этих исследований. В камере Вильсона можно создать условия для получения высоких значений 5 и /, но недостаток ее состоит в том, что расширение газа в камере осуществляется не мгновенно, а в течение некоторого времени. [c.36] На рис. 1.7 показаны также экспериментальные данные некоторых авторов Расчетные кривые и экспериментальные данные при низком значении 5 согласуются между собой, с увеличением 5 наблюдаются отклонения. [c.37] Расхождения между экспериментальными и расчетными данными частично можно объяснить тем, что в экспериментальных исследованиях время расширения было более 0,01 сек. Если в расчетах по уравнению (1.46) принять время расширения не 0,01 сек (как это было сделано), а 0,1 сек, кривая I снизится в этой области примерно на два порядка. [c.38] При расчете численной концентрации капель существенное затруднение обусловлено тем, что в камере Вильсона возникающее пересыщение пара 5 вначале увеличивается, достигает максимального значения, а затем уменьшается (см. рис. 2.7). Поскольку величина S очень сильно влияет на значение / [уравнение (1.42)], точность расчета снижается. [c.38] Указанный недостаток в значительной степени устраняется при проведении исследований в камере Вильсона в которой парогазовая смесь после адиабатического расширения выдерживается некоторое время в условиях при S 5кр и S onst, а затем сжимается. При этом пересыщение снижается до S 5кр и образование зародышей прекращается (см. рис. 2.8). [c.38] Несмотря на значительные усовершенствования камеры Вильсона, позволившие повысить точность получаемых результатов, основные ее недостатки сохраняются. [c.38] Известно небольшое число работ по определению величины I при S 5кр, в которых пересыщенный пар создавался охлаждением паро-газовой смеси не в процессе адиабатического расширения, а в результате других процессов. [c.38] В одной из первых работ была найдена численная концентрация тумана N, образующегося в турбулентной струе в результате смешения паро-газовой смеси с более холодным инертным газом. На основании полученных данных по уравнению (1.21) определяли величину /, а затем по уравнению (1.42) вычисляли поверхностное натяжение Оэксп, которое сравнивали с величиной поверхностного натяжения, приведенной в табл. 3.5. [c.38] В работе пересыщенный пар создается охлаждением парогазовой смеси в трубе, интенсивно охлаждаемой снаружи (см. рис. 5.7). При этом в трубе возникает высокое пересыщение пара, в результате чего часть пара конденсируется в объеме с образованием тумана. В газе по выходе из трубы определяют численную концентрацию тумана и средний радиус капель. Полученные результаты сравниваются с расчетными данными для скорости образования зародышей по уравнениям (1.46) и (1.48). [c.39] з сопоставления расчетных и экспериментальных данных (см. табл. 5.8) видно, что опытные данные более согласуются с результатами, полученными по уравнению (1.46). [c.39] В недавно проведенной работе пересыщенный пар создается в результате интенсивного перемешивания паро-газовой смеси с более холодным инертным газом в верхней части генератора, представляющего собой стеклянную калиброванную трубку. Процесс образования зародышей происходит в период продвижения газа сверху вниз по генератору и обрывается добавлением к газовому потоку более горячего инертного газа. [c.39] Экспериментальные данные представлены в виде функциональной зависимости lg/ = f( S) для дибутилфталата, глицерина и триэтиленгликоля при температуре от 33 до 76 ° С. Из результатов опытов следует, что с увеличением 5 производная (111(18 уменьшается и, следовательно, скорость образования зародышей стремится к постоянному значению (см. рис. 3.15—3.17). Теоретические данные, рассчитанные по формулам различных авторов, существенно отличаются от экспериментальных (табл. 1.6). [c.39] При этом теоретические кривые, выражающие функциональную зависимость 1д / = /( ), рассчитанную по уравнению Френкеля (и по некоторым другим формулам), располагаются ниже экспериментальных кривых, построенных для невысоких значений 5. С по-вышением 5 кривые сближаются, а затем пересекаются и расходятся (см. рис. 3.16). Примерно такой же характер имеют кривые. [c.39] Вернуться к основной статье