Кіріспе
Аэрозоль бөлшектерінің қатты беттерге жиналу процесі. Аэрозоль физикасында жиналу – аэрозоль бөлшектерінің қатты беттерге жиналуы немесе тоқталуы процесі, бұл ауадағы бөлшектердің концентрациясын төмендетеді. Оны екі негізгі процеске бөлуге болады: құрғақ және ылғал жиналу. Жиналу жылдамдығы немесе жиналу жылдамдығы орташа мөлшердегі бөлшектер үшін ең төменгі болады. Жиналу механизмдері өте кішкентай немесе өте үлкен бөлшектер үшін тиімді. Өте үлкен бөлшектер гравитациялық тұндыру (орналасу) немесе соқтығысу процестері арқылы жылдам тұнады, ал кішкентай бөлшектерге Браундық диффузия ең үлкен әсер етеді. Себебі өте кішкентай бөлшектер бірнеше сағат ішінде 0,5 микрометр диаметріне жететінше бірігеді. Осы мөлшерде олар енді бірігуді тоқтатады. Бұл ауадағы PM2.5 мөлшеріне елеулі әсер етеді. Жиналу жылдамдығы 1 = ‘F’ = ‘v’c формуласымен анықталады, мұнда ‘F’ – ағын тығыздығы, ‘v’ – жиналу жылдамдығы және c – концентрация. Гравитациялық жиналуда бұл жылдамдық – гравитациялық тартым күшінен туындаған тұндыру жылдамдығы. Көбінесе белгілі бір бөлшектің белгілі бір кедергіге соқтығысатыны зерттеледі. Бұл Стокс саны 1 = Stk = S / d арқылы болжауға болады, мұнда S – тоқтату қашықтығы (бөлшектің мөлшеріне, жылдамдығына және соққы күштеріне байланысты), ал d – сипаттамалық мөлшер (көбінесе кедергінің диаметрі). Егер Stk мәні 1-ден кем болса, бөлшек сол кедергіге соқтығыспайды. Ал егер Stk мәні 1-ден артық болса, соқтығысады. Браун қозғалысына байланысты жиналу Фиктің бірінші және екінші заңдарына бағынады. Нәтижесінде пайда болатын жиналу ағыны J = …, мұнда J – жиналу ағыны, n – бастапқы сандық тығыздық, D – диффузия тұрақтысы және t – уақыт. Бұл мәліметтерді интегралдау арқылы әр уақыт мезгіліндегі концентрацияны анықтауға болады.
In the physics of aerosols, deposition is the process by which aerosol particles collect or deposit themselves on solid surfaces, decreasing the concentration of the particles in the air. It can be divided into two sub processes: dry and wet deposition. The rate of deposition, or the deposition velocity, is slowest for particles of an intermediate size. Mechanisms for deposition are most effective for either very small or very large particles. Very large particles will settle out quickly through sedimentation (settling) or impaction processes, while Brownian diffusion has the greatest influence on small particles. This is because very small particles coagulate in few hours until they achieve a diameter of 0.5 micrometres. At this size they no longer coagulate. This has a great influence in the amount of PM 2.5 present in the air. Deposition velocity is defined from 1='F' = 'v'c, where 'F' is flux density, 'v' is deposition velocity and c is concentration. In gravitational deposition, this velocity is the settling velocity due to the gravity induced drag. Often studied is whether or not a certain particle will impact with a certain obstacle. This can be predicted with the Stokes number 1=Stk = S / d, where S is stopping distance (which depends on particle size, velocity and drag forces), and d is characteristic size (often the diameter of the obstacle). If the value of Stk is less than 1, the particle will not collide with that obstacle. However, if the value of Stk is greater than 1, it will. Deposition due to Brownian motion obeys both Fick's first and second laws. The resulting deposition flux is defined as , where J is deposition flux, n is the initial number density, D is the diffusion constant and t is time. This can be integrated to determine the concentration at each moment of time.
Ылғалды жинақтау
Ылғалды шөгіндіде атмосфералық гидрометеорлар (жаңбыр тамшылары, қар және т.б.) аэрозоль бөлшектерін ұстап алады. Бұл ылғалды шөгіндінің су тамшыларымен гравитациялық, Браундық және/немесе турбуленттік коагуляция арқылы жүзеге асатынын білдіреді. Ылғалды шөгіндінің әртүрлі түрлері:
Below cloud scavenging. This happens when falling rain droplets or snow particles collide with aerosol particles through Brownian diffusion, interception, impaction and turbulent diffusion. In cloud scavenging. This is where aerosol particles get into cloud droplets or cloud ice crystals through working as cloud nuclei, or being captured by them through collision. They can be brought to the ground surface when rain or snow forms in clouds. Within aerosol computer models aerosols and cloud droplets are mostly treated separately so that nucleation represents a loss process that has to be parametrised.
Бұлт астындағы ұстау. Бұл жаңбыр тамшылары немесе қар бөлшектері Браун диффузиясы, тұтқындау, соқтығысу және турбуленттік диффузия арқылы аэрозоль бөлшектерімен соқтығысқанда болады. Бұлт ішіндегі ұстау. Бұл жерде аэрозоль бөлшектері бұлт ядролары ретінде жұмыс істеу арқылы немесе соқтығысу арқылы бұлт тамшыларына немесе бұлт мұз кристалдарына сіңіріледі. Олар жаңбыр немесе қар бұлттарда пайда болған кезде жер бетіне түсуі мүмкін. Аэрозольдік компьютерлік модельдерде аэрозольдер мен бұлт тамшылары көбінесе бөлек қарастырылады, сондықтан ядро түзлуі – параметрленуі қажет болатын жоғалту процесін білдіреді.
Below cloud scavenging. This happens when falling rain droplets or snow particles collide with aerosol particles through Brownian diffusion, interception, impaction and turbulent diffusion. In cloud scavenging. This is where aerosol particles get into cloud droplets or cloud ice crystals through working as cloud nuclei, or being captured by them through collision. They can be brought to the ground surface when rain or snow forms in clouds. Within aerosol computer models aerosols and cloud droplets are mostly treated separately so that nucleation represents a loss process that has to be parametrised.