E-book details

Mechanika aerozoli

Mechanika aerozoli

Arkadiusz Moskal

Ebook

W monografii zaprezentowano kompleks zagadnień dotyczących mechaniki układów koloidalnych, w których fazę ciągłą stanowi powietrze, a fazę rozproszoną cząstki ciała stałego lub krople cieczy, czyli aerozoli. Występują one w różnych zagadnieniach technicznych, a do najważniejszych zalicza się filtrację powietrza i aerozoloterapię. W obydwu przypadkach zrozumienie praw mechaniki układów aerozolowych jest kluczowe na drodze do optymalizacji wspomnianych procesów i dlatego autor poświęcił im szczególnie dużo miejsca. 

1. Wprowadzenie 7

1.1. Aerozole w przyrodzie i przemyśle 8

1.2. Aerozole jako szczególny przypadek układu dwufazowego 10

2. Charakterystyka aerozoli 13

2.1. Rozmiar i morfologia cząstek aerozolowych 13

2.2. Stężenie cząstek aerozolowych 18

2.3. Funkcje opisujące rozkład wielkości cząstek aerozolowych 19

2.4. Metody wytwarzania i pomiaru cząstek aerozolowych 28

3. Pojedyncza cząstka sferyczna zanurzona w płynie 39

3.1. Przepływ płynów lepkich. Równanie Naviera-Stokesa 39

3.2. Podobieństwo dynamiczne procesów 41

3.3. Przepływ pełzający Stokesa 45

3.4. Pole prędkości wokół sferycznej cząstki zanurzonej w płynie lepkim 46

3.5. Siły oporu ośrodka 51

3.6. Siły unoszenia (lift forces) 60

3.7. Ogólny przypadek ruchu cząstki w płynie lepkim 61

3.8. Siły oddziaływań cząstka–powierzchnia 65

3.9. Siła brownowska. Dyfuzja cząstek aerozolowych 67

4. Pojedyncza cząstka sferyczna w polu sił zewnętrznych 74

4.1. Cząstka w polu grawitacyjnym. Sedymentacja 74

4.2. Cząstka w polu elektrycznym 76

4.3. Cząstka w polu temperatury 84

5. Mechanika pojedynczej sferycznej cząstki aerozolowej 86

5.1. Mechanika pojedynczej sferycznej cząstki aerozolowej w ujęciu Lagrange’a 86

5.2. Mechanika pojedynczej sferycznej cząstki aerozolowej w ujęciu Eulera 94

6. Mechanika zbioru cząstek aerozolowych 100

6.1. Sztywna sfera poruszająca się w kierunku drugiej stacjonarnej sztywnej sfery 101

6.2. Układ dwóch poruszających się cząstek sferycznych 103

6.3. Agregacja cząstek aerozolowych 116

6.4. Bilans populacji cząstek aerozolowych 128

7. Mechanika agregatów aerozolowych 133

7.1. Charakterystyka agregatów aerozolowych 134

7.2. Modele opisujące dynamikę agregatów fraktalopodobnych w płynie 139

8. Odpylanie i filtracja aerozoli 162

8.1. Urządzenia do odpylania gazów 163

8.2. Filtracja aerozoli na warstwach włókninowych 173

9. Aerozoloterapia 193

9.1. Definicja problemu 193

9.2. Przepływ i depozycja wdychanych cząstek w układzie oddechowym 195

9.3. Wybrane aspekty analizy regionalnej depozycji cząstek w układzie oddechowym200

9.4. Wytwarzanie aerozoli wziewnych: inhalatory 203