Введение

Процесс, при котором частицы аэрозоля собираются на твердых поверхностях.

В физике аэрозолей осаждение – это процесс, при котором частицы аэрозоля собираются или выпадают в осадок на твердых поверхностях, уменьшая концентрацию частиц в воздухе. Его можно разделить на два подпроцесса: сухое и влажное осаждение. Скорость осаждения, или скорость осаждения, минимальна для частиц среднего размера. Механизмы осаждения наиболее эффективны для очень малых или очень больших частиц. Очень крупные частицы быстро оседают в результате седиментации (осаждения) или инерционного осаждения, в то время как броуновская диффузия оказывает наибольшее влияние на мелкие частицы. Это происходит потому, что очень мелкие частицы коагулируют за несколько часов, пока не достигнут диаметра 0,5 микрометра. При этом размере они перестают коагулировать. Это оказывает значительное влияние на количество PM2,5 в воздухе. Скорость осаждения определяется как 1 = F = vc, где F – плотность потока, v – скорость осаждения, а c – концентрация. В гравитационном осаждении эта скорость является скоростью оседания под действием силы тяжести. Часто исследуется, столкнется ли определенная частица с определенным препятствием. Это можно предсказать с помощью числа Стокса 1 = Stk = S / d, где S – расстояние остановки (зависящее от размера частицы, скорости и сил сопротивления), а d – характеристический размер (часто диаметр препятствия). Если значение Stk меньше 1, частица не столкнется с этим препятствием. Однако, если значение Stk больше 1, столкновение произойдет. Осаждение, вызванное броуновским движением, подчиняется как первому, так и второму законам Фика. Результирующий поток осаждения определяется как , где J – поток осаждения, n – начальная числовая плотность, D – коэффициент диффузии, а t – время. Это уравнение можно проинтегрировать для определения концентрации в каждый момент времени.

Мокрый осадок

При влажном осаждении атмосферные гидрометеоры (капли дождя, снег и т.д.) улавливают частицы аэрозоля. Это означает, что влажное осаждение представляет собой гравитационную, броуновскую и/или турбулентную коагуляцию с капельками воды. Различные типы влажного осаждения включают:

Осаждение ниже облаков. Это происходит, когда падающие капли дождя или частицы снега сталкиваются с частицами аэрозоля посредством броуновской диффузии, интерцепции, инерционного столкновения и турбулентной диффузии. Осаждение внутри облаков. В этом случае частицы аэрозоля попадают в облачные капли или кристаллы льда, выступая в качестве ядер конденсации, или захватываются ими при столкновении. Они могут достигать земной поверхности при образовании дождя или снега в облаках. В компьютерных моделях аэрозолей аэрозоли и облачные капли в основном рассматриваются отдельно, поэтому нуклеация представляет собой процесс потерь, который необходимо параметризовать.