气溶胶粒子力学研究

一般而言，气溶胶粒子受到以下三种力的作用：

（1）外力，如重力、电场力或离心力等；

（2）周围介质的作用力，如气体介质对粒子运动的阻力、流体作为连续介质所形成的流体动力、构成流体的个别分子对粒子无规则撞击的热动力等；

（3）粒子间相互作用的势力，如范德华力、库仑静电势力等。

气溶胶力学研究的是气溶胶在这些力作用下的种种力学现象，研究内容包括以下几个方面：

（1）气溶胶粒子的各种力学问题；

（2）气溶胶体系的各种力学问题；

（3）粒子谱演变的动力学。(www.xing528.com)

气溶胶粒子的力学现象虽然形形色色，若从基本过程考虑，大体有三类：

（1）粒子在重力作用下的沉降过程和在外力（离心力、电场力、气流）作用下的沉淀过程或扬起过程（如工业气溶胶中的流化床技术）；

（2）粒子与粒子之间在三种力联合作用下的碰并过程（与之相似的在弯曲流场中粒子从流线上分离出来过程也包括在内）；

（3）粒子上的传质与传热过程。

气溶胶粒子体系是一个多粒子体系，因此气溶胶粒子沉降等力学现象在大多数情况下是多粒子相互作用而产生的力学现象。多粒子力学即使是在低雷诺数（Re）条件下也很难求解。为此，在研究过程中总是把气溶胶粒子简化为一个孤粒子的力学问题，同时又假定了粒子形状为球形。至于非球形粒子运动时所受阻力，除与它的大小有关外，还与其取向有关，情况复杂。到目前为止，非球形粒子的运动力学问题仅解决了如下形状的问题：椭球体长径比无限大圆柱，以及无限薄椭圆板等。目前对气溶胶粒子的动力学研究仍较多地局限于球形粒子范围内。

气溶胶粒子在一定的外力作用下如何运动，将涉及一个基本的物理量——粒子的迁移率。定义一个粒子在一单位定常外力作用下所取得的平衡速度为迁移率。对于球形孤粒子，迁移率 ，即阻力系数的倒数（式中，η为空气的黏性系数）。由此容易计算在定常外力F作用下运动速度v=BF。对于双球问题，其阻力系数为二阶张量，迁移率也是二阶张量，两者互为逆矩阵，通过对迁移率矩阵求解，即可得到相应的纵向的与横向的全部迁移率函数。有了这些函数，就可以求解粒子在任何力场作用下的运动。