2015-05-13
560
Совокупность значений множества параметров (ПСаэ) определяет энергетическую емкость (энергетический потенциал) аэрозоля как дисперсной системы через его суммарную поверхностную энергию Ws. Известно, что именно эта энергия является мерой устойчивости дисперсной системы (аэрозоля). В свою очередь, устойчивость принята в качестве результирующей характеристики состояния дисперсной системы.
Однако современные научные знания пока не позволяют говорить об абсолютных значениях устойчивости дисперсных систем, что приводит к необходимости поиска ее косвенных характеристик. Такой характеристикой может выступать суммарная энергия Ws.
В процессе снижения загрязнения воздуха происходит приобретение, перераспределение и расход суммарной поверхностной энергии аэрозолем за счет энергетического обмена с воздействующими на него дисперсными системами. Эти энергетические перераспределения можно количественно описать взаимосвязанным комплексом выделенных групп параметров состояния аэрозоля (отдельно для дисперсной фазы и дисперсионной среды).
В зависимости от групп параметров, характеризующих состояние аэрозоля, его энергетический запас следует описывать соответствующими энергетическими параметрами дисперсной фазы (кинетической энергией частиц W1(дф), энергией их адгезионного взаимодействия W2(дф), тепловой энергией W3(дф) и другими Wn(дф)) и дисперсионной среды (кинетической энергией W1(дс), энергией молекулярного взаимодействия W2(дс), тепловой энергией W3(дс) и другими Wn(дс)).
Учитывая, что процессы образования, выделения, распространения и разрушения аэрозоля продолжительны во времени, целесообразно рассматривать энергетические параметры аэрозоля и воздействующих на него дисперсных систем или отдельных сил приведенными к единице времени и выражать их мощностью (Вт).
Отдельные энергетические параметры в совокупности определяют суммарный запас энергии аэрозоля:
.
Запас суммарной энергии активации, которым обладает аэрозоль в окружающей среде, определяет его устойчивость.
Изучение поведения и свойств аэрозоля как "исходной" дисперсной системы в процессе воздействия на него "дополнительными" дисперсными системами с учетом их энергетических характеристик позволяет полагать, что при снижении загрязнения воздушной среды обеспечивается перевод взаимодействующих дисперсных систем из одного состояния в другое (из одного типа дисперсной системы в другой) за счет принудительного изменения их параметров, влияющих на устойчивость, как результирующую характеристику состояния. Реализация принудительного изменения параметров аэрозоля технически осуществляется инженерными системами борьбы с загрязняющими веществами (СБЗВ).
На подготовку (обеспечение заданных свойств) "дополнительных" дисперсных системили силовых воздействийзатрачивается определенное количество энергии, часть которой N с учетом потерь аккумулируется в "дополнительной" системе и участвует в процессе взаимодействия, целенаправленно изменяя энергетические параметры "исходной" или "промежуточных" систем. Учитывая известное положение о том, что суммарная свободная поверхностная энергия является мерой устойчивости дисперсной системы, полагаем, что до такого взаимодействия "исходная" или "промежуточная" система характеризуется определенным значением этой энергии. После взаимодействия вновь образовавшихся систем значение суммарной поверхностной энергии будет другим.
Часть энергии W от внесенной N с "дополнительной" системой, которая реализовалась в процессе взаимодействия на изменение значения суммарной поверхностной энергии воздействуемой дисперсной системы, принята "полезной" в реализации каждого этапа процесса снижения загрязнения (улавливания, очистки и рассеивания). Роль "затраченной" при этом выполняет энергия N.
Анализ особенностей перераспределения энергетических параметров дисперсных систем, участвующих и образующихся в процессах улавливания, очистки и рассеивания позволил получить для них параметрические зависимости положительной (NПГУ, NПГО и NПГР) и затраченной (WПГУ, WПГО и WПГР) энергий, а также определить связь этих видов энергии с устойчивостью аэрозоля.
Под энергоемкостным показателем ЕЭ (%) понимают отношение энергии W (Вт), расходуемой на захват, улавливание и удаление частиц ЗВ из воздушного объема, к энергии N (Вт), расходуемой на создание направленных внешних воздействий на загрязняющий аэрозоль (т.е. "дополнительных" дисперсных систем – воздушных потоков, пены, пара, диспергированной жидкости и т.п.):
.
Для того чтобы описать энергоемкостный показатель каждого этапа в процессе СЗВ, необходимо во всех случаях знать механизмы взаимодействия и характерные энергетические параметры "исходной" и "дополнительных" дисперсных систем. При этом зависимость для энергоемкостного показателя (%) принимает вид:
,
где i – соответствующий механизм взаимодействия "исходной" системы с "дополнительными" на рассматриваемом этапе процесса СЗВ.
