|
рослей смешивающихся потоков с таким расчетом, чтобы не происходила гомогенная конденсация. Численная концентрация ядер, выросших в пересыщенном паре за счет конденсации на них пара, измеряется по рассеянию света. Испытания прибора КУСТ-2 показали, что радиус укрупненных частиц не зависит от первоначального размера ядер и их численной концентрации, если она меньше 10'3см3. Применяемый в настоящее время метод определения критического пересыщения паров основан на образовании тумана в результате охлаждения газовой смеси, содержащей пар, при адиабатном расширении этой смеси в камере Вильсона [29). Эту же камеру применяют для того, чтобы обнаружить присутствие в газах центров конденсации, а также для изучения свойств заряженных частиц. Однако пользование камерой Вильсона, особенно при высоких температурах, связано с известными экспериментальными трудностями. Существенными недостатками этой камеры являются периодичность ее действия, а также то, что образующееся в ней пересыщение пара быстро снижается вследствие нагревания газа от стенок камеры. Пересыщенный пар, существование которого является необходимым условием для образования тумана, может быть получен не только адиабатическим расширением, как это имеет место в камере Вильсона, но и другими более простыми приборами непрерывного действия. 119 Рисунок 3.11 Схема установки для определения критического пересыше |
новой фазы. Кроме того, в этом опыте можно измерить размеры образующихся капель, установить скорость их роста, а также скорости процессов передачи массы и теплоты. В присутствии газовых ионов образующиеся капли заряжены, поэтому скорость их осаждения можно регулировать, изменяя напряжение электрического поля. Образование пересыщенного пара при смешении газов в струе положено в основу метода укрупнения ядер конденсации в приборах КУСТ-2 и КУСТ-4, предназначенных для измерения в газах численной концентрации ядер конденсации /103/. Принцип действия прибора состоит в том, что исследуемый газовый поток, содержащий ядра конденсации, смешивается в струе с нагретым воздухом, содержащим пар вещества, который далее конденсируется на ядрах конденсации. Величину пересыщения можно регулировать, изменяя соотношение скоростей смешивающихся потоков с таким расчетом, чтобы не происходила гомогенная конденсация. Численная концентрация ядер, выросших в пересыщенном паре за счет конденсации на них пара, измеряется по рассеянию света. Испытания прибора КУСТ-2 показали, что радиус укрупненных частиц не зависит от первоначального размера ядер и их численной концентрации, если она меньше 10'3см\ Применяемый в настоящее время метод определения критического пересыщения паров основан на образовании тумана в результате охлаждения газовой смеси, содержащей пар, при адиабатном расширении этой смеси в камере Вильсона /104/. Эту же камеру применяют для того, чтобы обнаружить присутствие в газах центров конденсации, а также для изучения свойств заряженных частиц. Однако пользование камерой Вильсона, особенно при высоких температурах, связано с известными экспериментальными трудностями. Существенными недостатками этой камеры являются периодичность ее действия, а также то, что образующееся в ней пересыщение пара быстро снижается вследствие нагревания газа от стенок камеры. Пересыщенный пар, существование которого является необходимым условием для образования тумана, может быть получен не только адиабатическим 89 расширением, как это имеет место в камере Вильсона, но и другими более простыми приборами непрерывного действия. 90 Рисунок 4.6 Схема установки для определения критического пересыщения пара: 1испаритель; 2 сопло; 3 камера смешения; 4 точечная лампа; 5 линза; 6 термоэлемент; 7 электронагреватель На рис. 4.6 изображена схема установки для определения критического пересыщения пара серной кислоты. Сухой, тщательно отфильтрованный воздух направляют двумя потоками в установку. Первый поток поступает в испаритель 1 для насыщения паром серной кислоты, а затем через сопло 2 выбрасывается в камеру смешения 3, создавая тем самым свободную струю. Второй поток также направляется в камеру смешения и здесь образует среду, в которую вдувается струя. Для поддержания определенной температуры камеру смешения помещают в термостат. Температуру обоих потоков измеряют термоэлементами 6, состоящими из четырех последовательно соединенных медь-константановых термопар. Образование тумана устанавливают по появлению конуса Тиндаля, для чего на струю направляют пучок света от точечной лампы 4. В течение опыта температура газового потока, поступающего в сопло, и содержание пара серной кислоты в нем остаются постоянными. Вначале температура воздуха, обдувающего струю, устанавливается настолько высокой, что туман в области смешения газов не образуется (максимальное пересыщение пара ниже критического пересыщения). Затем при понижении температуры обдувающего воздуха максимальное пересыщение, образующееся в области смешения газов, |