Томские ученые помогут улучшить установки мокрой очистки воздуха и газов
Ученые ТПУ провели эксперименты по изучению бинарных столкновений капель воды, содержащих мелкие твердые частицы. Полученные результаты помогут модернизировать и оптимизировать промышленные установки мокрой очистки воздуха и газов.
Исследования поддержаны грантом РНФ. Результаты работы ученых опубликованы в Journal of Aerosol Science.
Наиболее масштабными источниками выбросов твердых частиц в атмосферу являются электростанции и котельные, работающие на угле. Выбрасываемые из топок котельных агрегатов твердые частицы имеют дисперсность от 0,1 мкм до одного миллиметра. На сегодняшний день одним из наиболее эффективных способов очистки дымовых газов является мокрая очистка, предполагающая их пропускание через распыляемую воду или барботирование через определенный объем воды.
«Эффективность мокрого способа очистки дымовых газов возрастает, когда капли жидкости в аэрозольном состоянии улавливают твердые частицы, — рассказывает соавтор исследования, профессор Научно-образовательного центра И. Н. Бутакова Павел Стрижак. — Одна из основных причин этого явления связана со столкновениями капель суспензии на высокой скорости. Перед нами стояла цель выявить закономерности при соударении капель жидкостей, содержащих твердые частицы, и построить карты режимов для демонстрации условий, при которых слияние капель происходит стабильно».
Для исследования ученые Томского политеха использовали смесь дистиллированной воды со стеклянными сферами размером 20-160 мкм и с частицами угольной пыли размером 60-80 мкм. Массовая доля твердых частиц внутри капель воды варьировалась от 0,01% до 0,5%. Такая концентрация характерна для пылеулавливающих установок и составов, используемых в пищевой промышленности. Во время экспериментов определялся вклад совокупности факторов: материал, концентрация и размера частиц в каплях, а также размеры, скорость и угол столкновения капель.
«В ходе экспериментальных исследований определены четыре режима взаимодействия капель друг с другом: отскок, слияние, разделение и разрушение. По результатам экспериментов построены режимные карты, которые можно использовать для прогнозирования последствий взаимодействия капель. Зная размер капель, их скорость и физические свойства жидкости, мы можем предсказать, сольются ли капли или разрушатся, образуя вторичные фрагменты, — рассказывает соавтор исследования, доцент Исследовательской школы физики и высокоэнергетических процессов Анастасия Исламова. — Если говорить простыми словами, режимные карты помогают нам понять, что конкретно происходит внутри аппарата мокрой очистки воздуха и газов, не заглядывая в него».
Представленные в настоящей работе результаты экспериментов по соударению капель суспензии в дальнейшем целесообразно использовать при модернизации и оптимизации работы промышленных аппаратов мокрой очистки воздуха и газов.
Опыты с бинарными соударениями капель представляют упрощенный подход к изучению закономерностей столкновения капель в аэрозолях. Следующим этапом исследования станет изучение взаимодействия многофазных аэрозольных потоков.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно