|
114 мывная башня: 3 фильтр; 4 — колба; 5 брызгоуловитель; 6 — камера смешения; 7 точечная лампа; 8 устройство для подогрева и ионизации газа; 9 термоэлемент; 10-реометр; 11 манометр; 12-термометр В ходе каждого опыта температура смеси, поступающей в сопло, поддерживается постоянной. Температуру воздуха обдувающего струю, вначале устанавливают настолько высокой, что туман в зоне смешения газов не образуется; в этом случае максимум на кривой пересыщения пара ниже линии критического пересыщения. Затем, понижая температуру обдувающего воздуха, добиваются появления тумана в струе и в этот момент отмечают температуру обдувающего воздуха. В результате максимум на кривой пересыщения пара повышается(рисунок 3.7) до пересечения с кривой критического пересыщения. После этого температуру обдувающего воздуха вновь повышают до тех пор, пока не исчезнет туман в зоне смешения; в этот момент температуру обдувающего воздуха отмечают вторично. Образование тумана начинается при температуре, средней между температурой появления и исчезновения тумана. В первой серии опытов воздух полностью очищался фильтрацией, поэтому конденсация пара происходила на зародышах, образующихся вследствие флуктуационных сгущений (гомогенная конденсация). По температуре воздуха, соответствующей началу образования тумана, с помощью уравнения 3.17 определяют значение параметра п, а затем, подставляя значение в уравнение для пересыщения, подсчитывают максимальное пересыщение пара, которое в данном случае считается критическим. В остальных опытах промытый и отфильтрованный воздух перед поступлением в камеру смешения приводился в соприкосновение с раскаленной платиновой проволокой или окисью магния [52]. В результате этого воздух обогащался очень мелкими заряженными частицами (ядрами конденсации), па которых и происходила конденсация паров. Из полученных данных можно сделать вывод, что практически во всех случаях образование тумана начинается при максимальном пересыщении, несколько превышающем единицу (поскольку конденсация проис |
обдувает струю и создаст среду, в которую вдувается струя. Начальный момент образования тумана в струе устанавливают по появлению эффекта Тиндаля. Для этого в камеру смешения от точечной лампы направляют пучок света, положение которого может изменяться в любом направлении. 84 Рисунок 4.4 Схема лабораторной установки: 1 воздуходувка; 2 промывная башня; 3 фильтр; 4 колба; 5 брызгоуловитель; 6 камера смешения; 7 точечная лампа; 8 устройство для подогрева и ионизации газа; 9 термоэлемент; 10 реометр; 11 манометр; 12 термометр В ходе каждого опыта температура смеси, поступающей в сопло, поддерживается постоянной. Температуру воздуха обдувающего струю, вначале устанавливают настолько высокой, что туман в зоне смешения газов не образуется; в этом случае максимум на кривой пересыщения пара ниже линии критического пересыщения. Затем, понижая температуру обдувающего воздуха, добиваются появления тумана в струе и в этот момент отмечают температуру обдувающего воздуха. В результате максимум на кривой пересыщения пара повышается рис. 4.2 до пересечения с кривой критического пересыщения. После этого температуру обдувающего воздуха вновь повышают до тех пор, пока не исчезнет туман в зоне смешения; в этот момент температуру обдувающего воздуха отмечают вторично. Образование тумана начинается при температуре, средней между температурой появления и исчезновения тумана. В первой серии опытов воздух полностью очищался фильтрацией, поэтому конденсация пара происходила на зародышах, образующихся вследствие флуктуационных сгущений (гомогенная конденсация). По температуре воздуха, соответствующей началу образования тумана, с помощью уравнения 4.11 определяют значение параметра п, а затем, подставляя значение в уравнение для пересыщения, подсчитывают максимальное пересыщение пара, которое в данном случае считается критическим. В остальных опытах промытый и отфильтрованный воздух перед поступлением в камеру смешения приводился в соприкосновение с раскаленной платиновой проволокой или окисыо магния /89/. В результате этого воздух обогащался очень мелкими заряженными частицами (ядрами конденсации), на которых и происходила конденсация паров. Из полученных данных можно сделать вывод, что практически во всех случаях образование тумана начинается при максимальном пересыщении, несколько превышающем единицу (поскольку конденсация происходит на взвешенных заряженных частицах, эта величина закономерна). Таким образом, для роста ядер конденсации необходим некоторый промежуток времени, так как в области, где создается максимальное пересыщение пара (при котором происходит конденсация паров на ядрах конденсации), скорость потока вдоль и поперек струи имеет сравнительно большие значения, и ядра конденсации не успевают вырасти до размеров капелек тумана, создающих достаточный оптический эффект. Чтобы произошло образование тумана, газовая смесь должна определенное время находиться в области максимального пересыщения пара; следовательно, область образования тумана должна иметь некоторую толщину. Справедливость приведенных выводов подтверждается результатами исследований /101 102/. Несмотря на то, что изучение процесса образования новой фазы представляет значительный интерес, до настоящего времени отсутствуют надежные экспериментальные данные для непосредственного определения скорости образования зародышей при гомогенной конденсации пара. Приведенные выше данные по образованию тумана при смешении газов в 85 |