Нуклеация в окрестности критической линии бинарной системы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат физико-математических наук Тимошина, Людмила Вячеславовна

• Тимошина, Людмила Вячеславовна
• кандидат физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Тимошина, Людмила Вячеславовна

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРОЦЕССОВ НУКЛЕАЦИИ В ПЕРЕСЫЩЕННОМ ПАРЕ §1.1. Теория нуклеации (обзор литературы)

1.1.1. Классическая теория зародышеобразования

1.1.2. Модификации классической теории нуклеации

1.1.3. Кинетическая теория бинарной гомогенной нуклеации

1.1.4. Топологический подход в теории нуклеации

гомогенной нуклеации в модельных парогазовых системах

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ НУКЛЕАЦИИ ПАРОВ

ИССЛЕДУЕМОГО ВЕЩЕСТВА

§2.1. Конструктивные особенности поточной

диффузионной камеры и методика измерения

скорости нуклеации

§2.2. Физико-математическая модель расчета процесса нуклеации в поле градиентов

температур и концентрации

§2.3. Расчет скорости зародышеобразования в камере

исследования

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

КИНЕТИКИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ НУКЛЕАЦИИ §3.1. Теоретическое определение критических параметров

исследуемых бинарных систем

§3.2. Исследование процессов бинарной нуклеации паров глицерина, 1,2-пропандиола и 1,3-пропандиола в

атмосфере диоксида углерода

§3.3. Исследование процессов бинарной нуклеации паров 1,2-пропандиола и 1,3-пропандиола в атмосфере

гексафторида серы

§3.4. Определение характеристик критических зародышей

на основе экспериментальных данных

ГЛАВА IV. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

§4.1. Влияние критической линии и линии плавления

бинарных систем на процесс нуклеации

§4.2. РТХ- диаграмма метастабильных состояний

бинарной системы

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нуклеация в окрестности критической линии бинарной системы»

ВВЕДЕНИЕ

Процесс зарождения новой фазы - нуклеация - является предметом многочисленных теоретических и экспериментальных исследований. Именно с нуклеации начинаются многие процессы фазового перехода первого рода. Исключительно важна как фундаментальная сторона вопроса, связанная с кинетикой фазового перехода, так и практическая - необходимость создания инженерных методов расчета процессов образования новой фазы, потребность в которых испытывают многие отрасли науки и техники.

Образование облаков в атмосфере Земли и конденсация паров серной кислоты в процессе ее производства, образование смога над промышленными центрами, кипение, кристаллизация, полимеризация -все эти процессы начинаются с нуклеации.

Видное место в изучении общей проблемы нуклеации занимает ее частный случай - нуклеация (конденсация) пара в объеме. В случае объемной конденсации фазовый переход протекает в таких условиях, которые относительно легко допускают идеализацию процесса. Поэтому наибольшие успехи в теоретических трактовках кинетики фазовых переходов получены, прежде всего, применительно к объемной нуклеации паров.

Классическая теория, созданная трудами Френкеля, Зельдовича, Беккера, Деринга [1-3], без сомнения является значительным шагом в развитии представлений о кинетике образования новой фазы, но существующие успехи и неудачи теории позволяют думать, что в ее аксиоматике содержатся значительные неточности. С точки зрения классической теории нуклеации, газ, в среде которого происходит нуклеация пара, не принимает участия в образовании зародышей новой фазы, а лишь служит средой, призванной для поддержания

изотермичности процесса. Результаты последних исследований [4-7] по влиянию газа-носителя на процесс аэрозолеобразования позволяют предполагать необходимость учета присутствия второго компонента в критических зародышах новой фазы, однако, результаты работ [8-10] напротив указывают на отсутствие влияния давления и вида газа-носителя, т.е. вопрос о его роли в процессе нуклеации пара остается не решенным.

Таким образом, остро ощущается необходимость проведения эксперимента в условиях, в которых влияние газа-носителя было бы очевидно. Например, проявление влияния критических параметров газа-носителя на процесс нуклеации позволит однозначно решить вопрос об участии его молекул в образовании зародышей новой фазы. Изменение температуры плавления исследуемого вещества при изменении относительного содержания второго компонента, т.е. газа-носителя, также может свидетельствовать о бинарности состава новой фазы.

В работе в качестве образца для исследования влияния газа-носителя на температуру плавления использовался глицерин, который имеет Тт, = 292.45 К. В качестве газов-носителей были выбраны диоксид углерода (Ткр. = 304.2 К, Ркр. = 7.39 МПа) и гексафторид серы (Ткр. = 318.7 К, Ркр. = 3.75 МПа), имеющие удобные критические параметры, что позволяло сравнительно просто варьировать условия по температуре нуклеации ниже или выше критических температур. При давлениях в системе Р = 0.10 0.30 МПа газы-носители не имеют особенностей констант тепло-массообмена. Однако лапласовское давление (простейшая оценка дает величину порядка 100 МПа) предоставляет уникальную возможность иметь условия нуклеации в окрестности критических параметров газов-носителей.

Развитие теории нуклеации в значительной мере ограничивается

надежностью экспериментальных результатов, поэтому получение достоверной информации о скорости аэрозолеобразования в зависимости от хорошо определенных параметров нуклеирующей среды с очевидностью является актуальной задачей.

Целью работы является эмпирическое определение влияния околокритических условий на скорость нуклеации метастабильных систем и на количество молекул в критических зародышах конденсата на примере нуклеации пара в газовой среде.

Научная новизна.

• Впервые экспериментально измерены скорости нуклеации паров глицерина в атмосфере диоксида углерода в окрестности условий плавления системы глицерин - диоксид углерода и 1,2- и 1,3-пропандиолов в среде диоксида углерода и гексафторида серы в окрестности параметров критической линии бинарных систем при различных давлениях в нуклеирующих системах.

• Для неизученной ранее системы глицерин - диоксид углерода найдены фазовые переходы первого рода в критических зародышах, связанные с плавлением / кристаллизацией в этой бинарной системе.

• Для пяти исследованных бинарных систем экспериментально обнаружены, ранее неизвестные, фазовые переходы первого рода, существующие в околокритической области параметров бинарных систем.

• На основе экспериментальных результатов по скорости нуклеации, с использованием нуклеационной теоремы, рассчитано число молекул исследуемых веществ в критических зародышах.

• Построена качественная РТЗГ-диаграмма метастабильных состояний бинарной системы. Показано, что в РТХ-координатах точки фазовых

переходов первого рода образуют поверхность фазовых переходов первого рода в подкритической области бинарных систем. Линии, ограничивающие эту поверхность, соединяют критические точки индивидуальных компонентов, но не принадлежат поверхности фазовых переходов первого рода.

Практическая значимость.

Экспериментально определенные скорости изотермической нуклеации пересыщенных паров могут быть использованы в практических приложениях, где имеет место нуклеация изученных в данной работе систем, и для развития теоретических моделей нуклеации пересыщенного пара с уточненной аксиоматической базой.

Построенная качественная Р2Х-диаграмма метастабильных состояний бинарной системы и, впервые обнаруженная в данной работе, поверхность фазовых переходов первого рода в подкритической области бинарных систем, могут быть полезны для изучения особенностей образования аэрозолей в окрестности критической линии, в том числе и в атмосфере, и полуколичественного учета выявленного влияния параметров критической линии бинарных систем на процесс нуклеации при исследовании других систем.

Защищаемые положения:

• экспериментальные результаты для нуклеации паров глицерина в атмосфере диоксида углерода и 1,2- и 1,3-пропандиолов в атмосфере диоксида углерода и гексафторида серы, полученные при различных давлениях в нуклеирующих системах;

• результаты, показывающие существование фазовых переходов первого рода в критических зародышах, связанных с плавлением / кристаллизацией в бинарной системе глицерин - диоксид углерода;

• результаты, показывающие существование фазовых переходов

первого рода в околокритической области параметров бинарных систем;

• топология качественной РГХ-диаграммы метастабильных состояний бинарной системы;

• существование поверхности фазовых переходов первого рода, в координатах РТХ, в окрестности критической линии бинарных систем.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения и списка цитированной литературы. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, изложена цель исследований, указывается научная новизна и практическая значимость результатов работы, представлены положения, выносимые на защиту. Первая глава содержит обзор научной литературы, посвященной теоретическому и экспериментальному исследованию кинетики образования новой фазы.

Во второй главе приводится описание экспериментальной установки для исследования гомогенной нуклеации пересыщенных паров - поточной диффузионной камеры. Описаны процессы тепломассообмена, протекающие в камере, методика расчета полей концентраций конденсирующегося вещества и температуры парогазовой смеси. Приводится методика расчета скорости нуклеации по экспериментально получаемой концентрации аэрозоля. Сделана оценка погрешности определения скорости нуклеации.

В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования кинетики изотермической нуклеации пересыщенных паров глицерина в атмосфере диоксида углерода и 1,2-пропандиола и 1,3-пропандиола в атмосфере диоксида углерода и гексафторида серы в окрестности параметров критической линии бинарных систем и в

окрестности линии плавления системы глицерин - диоксид углерода при различных давлениях газов-носителей. В начале главы приводятся результаты полуэмпирической оценки критических параметров исследуемых бинарных систем.

Четвертая глава посвящена вопросам теории нуклеации, следующим из результатов данной работы. Здесь обсуждаются влияние параметров критической линии бинарных систем на скорость нуклеации и число молекул исследуемых веществ в критических зародышах, а также результат влияния линии плавления бинарной системы глицерин — диоксид углерода на процесс аэрозолеобразования. Рассмотрен принцип построения Z^/iY-диаграммы метастабильных состояний бинарной системы.

В заключении диссертации приведены выводы, которые содержат в краткой форме основные результаты проделанной работы.

В приложении представлен экспериментальный материал исследования нуклеации паров 1,2-пропандиола и 1,3-пропандиола в атмосфере диоксида углерода и гексафторида серы и глицерина в атмосфере диоксида углерода.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по теме "Экспериментальное определение вклада границы раздела в потенциал Гиббса критических зародышей" (грант № 97-03-33586) и Международной Соросовской Программы Образования в Области Точных Наук Института Открытого Общества (грант № а98-983); в рамках научного сотрудничества между Ютарксонским (Potsdam NY, USA) и Кемеровским государственным университетами в области изучения нуклеационных явлений (меморандум от 19 октября 1997 года).

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Тимошина, Людмила Вячеславовна

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследована ранее неизученная бинарная система глицерин -диоксид углерода. Найдены фазовые переходы первого рода в критических зародышах, связанные с плавлением / кристаллизацией в бинарной системе глицерин - диоксид углерода. Этот результат иллюстрирует новую возможность обнаружения изменения фазового состояния критических зародышей из экспериментов по нуклеации.

2. На основе результатов измерения скоростей нуклеации паров трех органических соединений при температурах нуклеации в окрестности критических температур газов-носителей (глицерина в атмосфере диоксида углерода, 1,2- и 1,3-пропандиолов в атмосфере диоксида углерода и гексафторида серы) впервые экспериментально обнаружены фазовые переходы в околокритической области параметров бинарной системы.

3. На основе экспериментальных результатов по скорости нуклеации, с использованием нуклеационной теоремы, рассчитано число молекул глицерина, 1,2- и 1,3-пропандиолов в критических зародышах. Обнаружен скачок числа молекул в критических зародышах в условиях нуклеации, соответствующих фазовым переходам в зародышах.

4. На основе качественного построения РГХ-диаграммы метастабильных состояний бинарной системы показано существование поверхности фазовых переходов первого рода в подкритической области бинарных систем. Поверхность фазовых переходов рассекает объем достижимых метастабильных состояний бинарных систем. Линии, ограничивающие эту поверхность, соединяют критические точки индивидуальных компонентов, но не принадлежат поверхности фазовых переходов первого рода.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Тимошина, Людмила Вячеславовна, 1999 год

ЛИТЕРА ТУРА

1. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей.- М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1945,- 424с.

2. Зельдович Я.Б. Теория образования новой фазы. Кавитация // ЖЭТФ,- 1942.- №12,- С.525-538.

3. Becker R., Döring W. Kinetische Behandlung der Keimbildung in übersättigten Dämpfen // Ann. der Phys.- 1935.- Folge 5, Bd.24, №8,-S.712-752.

4. Looijmans K.N.H., van Dongen M.E.H. A pulse-expansion wave tube for nucleation studies at high pressures // Experiments in Fluids.- 1997.- V.23.-P.54-63.

5. Looijmans K.N.H., Luijten C.C.M., van Dongen M.E.H. Binary nucleation of w-nonane / methane at high pressures // J.Chem. Phys.- 1995,- V.103, №4.- P.1714-1717.

6. Bertelsmann A., Stuczynski R., Heist R.H. Effect of background gases on the homogeneous nucleation of vapors. 3 // J.Phys. Chem.~ 1996,- V.100, №23.- P.9762-9773.

7. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Тимошина Л.В. Бинарная нуклеация в системе глицерин - гексафторид серы в окрестности линии фазового перехода // Коллоидн. ж., 1997,- Т.59, № 5,- С.596-602.

8. Viisanen Y., Strey R., and Reiss H. Homogeneous nucleation rates for water // J.Chem.Phys.- 1993,- V.99, №6.- P.4680-4692.

9. Wilemski G., Wyslouzil B.E., Gauthier M, and Frish M.B. Nucleation and Atmospheric Aerosols, edited by N.Fukuta and P.E. Wagner.- Deepak, Hampton. VA.- 1992,-p.ll.

10. Wagner P.E., Strey R., and Viisanen Y. Nucleation and Atmospheric Aerosols, edited by N.Fukuta and P.E. Wagner.- Deepak, Hampton. VA.-1992,-p.ll.

11. Nucleation. Ed by A.C. Zettlemoyer. N.Y., Marcel Dekker Inc.-1969,- 698 p.

12. Кулик П.П., Норман Г.Э., Полак JI.C. Химические и физические кластеры (обзор) // Химия высоких энергий,- 1976.- Т. 10, №3,- С.203-220.

13. Гиббс Дж.В. Термодинамические работы.- М.-Л.: Гостехиздат, 1950,-492с.

14. Volmer М., Weber А. Keimbildung in übersättigen Gebilden // Z.Phys.Chem.- 1926,- Bd.A119, №3/4,- S.277-301.

15. Volmer M. Kinetik der Phasenbildung. Dresden - Leipzig, Steinkopf Verl.-1939,- 220 S.

16. Farkas L. Keimbildungsgeschwindigkeit in übersättigen Dampfen // Z.Phys. Chem.- 1927,- Bd.A125, №3/4,- S.236-242.

17. Kaischew R., Stranski I.N. Zur Kinetischen Ableitung der Keimbildungsgeschwindigkeit // Z.Phys.Chem.- 1934,- Bd.26, №4/5,- S.317-326.

18. Френкель Я.И. Общая теория гетерофазных флуктуаций и предпереходных явлений // ЖЭТФ,- 1939,- Т. 12, №8,- С.952-961.

19. Фукс Н.О. О зарождении кристаллов // УФН,- 1935,- Т.15, №4,-С.496-521.

20. Даннинг В. Теория образования кристаллических зародышей в парах, жидкостях и твердых системах,- В кн.: Химия твердого состояния,-М.: ИЛ, 1961,- С.213-244.

21. Семенченко В.К., Петровский В.А. Кинетика зарождения центров кристаллизации,- В кн.: Кристаллизация и фазовые превращения,-Минск: Наука и техника, 1971,- С.54-61.

22. Fridlander S.K. Smoke, Dust and Haze.- New York: John Wiley&Sons, 1977.-p.145.

23. Probstein R.F. Time lag in self-nucleation of a supersaturated vapor // J.Chem. Phys.-1951,- V.19.- P.619-626.

24. Kantrowitz A. Nucleation in vary rapid vapor expansions // J.Chem.Phys.-1951,- V.19.- P.1097-1100.

25. Wakeshima H. Time lag in self-nucleation // J.Chem.Phys.-1954.- V.22.-P.1614-1615.

26. Springer G.S. Homogeneous nucleation // Adv. Heat Transfer.- 1978 -V.14.- P.281-346.

27. Farley F. The theory of the condensation of supersaturated ion-free vapor // Proc. Roy. Soc.- 1952.- V.212A.- P.530-542.

28. Герасименко B.C., Любов Б.Я. К теории нестационарного роста кристаллов.- В кн.: Механизм и кинетика кристаллизации,- Минск: Наука и техника, 1969,- С.80-95.

29. Courtney W.G. Non-Steady-State Nucleation // J.Chem.Phys.- 1962.-V.36, №8,- P.2009-2017.

30. Кидяров Б.И. Кинетика образования кристаллов из жидкой фазы,-Новосибирск: Наука, 1979,- 134с.

31. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы,- М.: Наука, 1986,- 368с.

32. Kashchiev D. Solution of the non-state problem in nucleation kinetics // J.Surface. Sei.- 1977.- V.14.-P.209-220.

33. Cahn J.W., Hilliard J.E. Homogeneous nucleation of vapor condencation // J.Chem.Phys.- 1959,- №31,- P.688.

34. Hirth J.P., Pound G, Lothe J. Reconsiderations of nucleation theory // J.Chem. Phys.- 1962.- V.36.-P.2080-2085.

35. Lothe J., Pound G. On the statistical mechanics of nucleation theory // J.Chem. Phys.- 1966,- V.45.- P.630-634.

36. Lothe J., Pound G. Concentration of clasters in nucleation and the classical phase integral // J.Chem.Phys.- 1968,- V.48.- P.1849-1852.

37. Oriany R.A., Sandquist B.E. Emendations to nucleation theory and the homogeneous nucleation of water from vapiour // J.Chem.Phys.- 1963.-V.38.- P.2082-2089.

38. Лушников А.А., Сутугин А.Г. Современное состояние теории гомогенной конденсации // Усп. химии,- 1976,- Т.45.- С.385-415.

39. Скутова И.В., Фисенко С.П., Шабуня С.И. Математическое моделирование кинетики неизотермической нуклеации в парогазовых смесях,- Минск, 1986.- 20с,- (Препр. / АН БССР, Институт тепло- и массообмена; №3).

40. Анисимов М.П. Объемная конденсация при диффузионном смешении разнотемпературных паро-газовых потоков: Дисс.... канд. ф.-м.н,-Новосибирск, 1981,- 148с.

41. Щербаков Л.М. Поверхностное натяжение капель малых размеров // Коллоидн.ж,- 1952,- Т.14, №2,- С.379-382.

42. Щербаков Л.М., Рязанцев П.П., Филиппов Н.П. О гомогенном образовании зародышей при конденсации пара и абсолютном (предельном) критическом пересыщении // Коллоидн.ж,-1961,- Т.23., №2,- С.338-344.

43. Щербаков Л.М. К теории гетерогенной конденсации. 1. Смачиваемые поверхности //Коллоидн.ж,- 1962,- Т.24, №3,- С.502-509.

45. Tolmen R.C. The effect of dropled size on surface tension // J.Chem.Phys.-

1949.-V.17.-P.333-337.

46. Sun A.W., Shik J.M., Hyungsuk P., Seihum C. Surface tension of curved surfaces // J.Coll. Interface Sei.- 1972,- V.38.- P.605-608.

47. Girshick S., Chiu C.-P. Kinetic nucleation theory: a new expression for the rate of homogeneous nucleation from an ideal supersaturated vapor // J.Chem. Phys.- 1990,- V.93.- P.1273-1277.

48. Girshick S., Chiu C.-P., and McMurry P. Time-dependent aerosol models ?nd homogeneous nucleation rates // Aerosol Sei. Technol.- V.13.- P.465-477.

49. Girshick S. Comment on: "Self-consistency correction to homogeneous nucleation theory" // J.Chem. Phys.-1991,- V.94.- P.826-827.

50. Dillmann A., Meier G.E.A. Homogeneous nucleation of supersaturated vapors // Chem. Phys. Lett.- 1989,- V.160.- P.71-74.

51. Dillmann A., Meier G.E.A. A refined droplet approach to the problem of homogeneous nucleation from the vapor phase // J.Chem.Phys.- 1991.-V.94.- P.3872-3884.

52. Laaksonen A., Ford I.J., Kulmala M. Revised parametrization of the Dillmann-Meier theory of homogeneous nucleation // Physical Review E.-1994.. y.49, №6,- P.5517-5524.

53. Фольмер M. Кинетика образования новой фазы,- М: Наука, 1986,208 с.

54. Neuman К., Döring W. Tropfchenbildung in übersättigten Dampfgemischen zweier vollständig mischlarer Flüssigkeiten // Z.Phys.Chem.- 1940,-Bd.(A)186.- S.203-226.

56. Stauffer D. Kinetic theory of two-component ("Heteromolecular") nucleation and condensation // J.Aerosol Sci.- 1976,- V.7.- P.319-333.

57. Hirchfelder J.O. Kinetics of homogeneous nucleation as a mechanism for the formation many-component systems // J.Chem.Phys.- 1974,- V.61, №7,- P.2690-2694.

58. Mirabel P., Katz J.L. Binary homogeneous nucleation as a mechanism for the formation of aerosols // J.Chem.Phys.- 1974,- V.60, №3,- P.1138-1144.

59. Wilemski G. Binary nucleation. I. Theory applied to water - ethanol vapors // J.Chem.Phys.- 1975,- V.62.- P.3763-3771.

60. Renninger R., Hiller F., Bone R. Comment on "Self-nucleation in the sulfuric acid - water system" // J.Chem.Phys.- 1981,- V.75, №3,- P. 15841585.

61. Wilemski G. Composition of the critical nucleus in multicomponent vapor nucleation // J.Chem.Phys.- 1984,- V.80.- P.1370-1372.

62. Mirabel P., Reiss H. Resolution on the Renninger-Wilemski problem concerning the identification of heteromolecular nuclei // Langmuir.-1987.-V.3, №2,- P.228-234.

63. Robinson N. A fast numerical procedure for determining the saddle point of a free energy surface // J.Aerosol Sci.-1981,- V.12.- P.75-78.

64. Doyle G. Self-Nucleation in the sulphuric acid - water system // J.Chem.Phys.-1961,- V.35.- P.795-799.

65. Kiang C.S., Stauffer D. Chemical nucleation theory of various humidities and pollutants // Faraday Symp. Chem. Soc.- 1973,- V.7.- P.26-33.

66. Темкин Д.Е. Теория зарождения в бинарных системах,- В кн.: Рост кристаллов,- М.: Наука, 1983,- С.71-87.

XV Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем": Тез. докл.- Одесса, 1989.- Т.1.- С.39.

68. Ray А.К., Chalam М., Peters L.K. Homogeneous nucleation of binary vapours partially miscible in liguid state // J.Chem.Phys.- 1986,- V.85.-P.2161-2168.

69. Анисимов М.П. К вопросу об экспериментальном исследовании объемной нуклеации пара,- Новосибирск, 1981,- 24 е.- (Препр./ АН СССР, Сиб. отд-ние, ИНХ; №12).

70. Strei R., Wagner Р.Е. Measurements of the heteromolecular homogeneous nucleation of partially miscible liguids // J.Aerosol Sci.-1988.- V.19.-P.813-816.

71. Anisimov M.P. Metastable vapor states diagram // J.Aerosol Sci.- 1990.-V.21., Suppl.l.-P.23-26.

72. Anisimov M.P. and Anisimov K.M. Some nucleation rate surfaces / Fourth International Aerosol Conference. Los Angeles, California. Abstracts.-1994,-V.I.- P.109-110.

73. Anisimov M.P. Topological paradox of results interpretation og a binary ideal vapor nucleation / AAAR'95 Fourteenth Annual Meeting. Pittsburg, Pennsylvania, USA. Abstracts.- 1995,- P.350.

74. Анисимов М.П. Взаимосвязь поверхности скоростей нуклеации пара с диаграммой состояния растворов // ДАН,- 1997.- Т.352, №6,- С.816-818.

75. Allen L.B., Kassner J.L. Nucleation of water vapor in the absence of particulate matter and ions // J.Coll.Interface Sci.- 1969,- V.30, №1,- P.81-93.

P.813-816.

77. Sharaf M.A., Dobbins R.A. A comparision of measured nucleation rates with the predictions of several theoryes of homogeneous nucleation // J.Chem. Phys.- 1982,- V.77.- P.1517-1526.

78. Wagner P.E., Strey R. Homogeneous nucleation rates of water vapor measured in a two-piston expansion chamber // J.Chem. Phys.- 1981,-V.85.- P.2694-2698.

79. Strey R., Wagner P.E., Viisanen Y. The problem of measuring homogeneous nucleation rates and the molecular contents of nuclei: progress in the form of nucleation pulse measurements // J. Phys. Chem. -1994,- V.98, №32,- P.7748-7758.

80. Hagen D.E., Kassner J.L. Homogeneous nucleation rate for water // J.Chem. Phys.- 1984.- V.81.- P.1416-1418.

81. Strey R., Wagner P.E., Schmeling T. Homogeneous nucleation rates for n-alcohol vapors measured in a two-piston expansion chamber // J.Chem. Phys.- 1986,- V.84, №4.- P.2325-42335.

82. Hruby J., Viisanen Y., Strey R. Homogeneous nucleation rates for n-pentanol in argon: Determination of the critical cluster size // J.Chem. Phys.- 1995.- V.104, №13,- P.5181-5187.

83. Strey R., Viisanen Y. Measurement of the molecular content of binary nuclei. Use of the nucleation rate surface for ethanol-hexanol // J.Chem. Phys.- 1993,- V.99, №6,- P.4693-4704.

84. Wegener P., Lundquist G. Condensation of vapor in the shock tube below 150 K // J.Appl. Phys.-1951.- N22.- P.233-241.

86. Zahoransky R.A., Peters F. Binary nucleation at low temperatures // J.Chem. Phys.- 1985,- V.83, №12,- P.6425-6431.

87. Hodgson A.W., Mackie J.C. Homogeneous nucleation of cyclohexane: a double-diaphragm shock tube study // J.Coll.Interface Sci.- 1981,- V.83.-P.547-557.

88. Luijten C.C.M., Baas O.D.E., van Dongen M.E.H. Homogeneous nucleation rates for w-pentanol from expansion wave tube experiments // J.Chem. Phys.- 1997,- V.106, №10,- P.4152-4156.

89. Luijten C.C.M., Bosschaart K.J., van Dongen M.E.H. High pressure nucleation in water / nitrogen systems // J.Chem. Phys.- 1997,- V.106, №19,- P.8116-8123.

90. Looijmans K.N.H., Willems J.F.H., van Dongen M.E.H. On the principle, design, and performance of an expansion-shock tube for nucleation studies.- In: R. Bran, L.Z. Dumitrescu (Eds.). Shock Waves @ Marseille I, Berlin Heidelberg New York. Springer-Verlag.- 1997.- P.215-220.

91. Сутугин А.Г. Образование аэрозолей при объемной конденсации быстрого типа: Автореф. дисс... докт. хим. наук,- М., 1976,- 36с.

92. Wu B.J.C., Lagune G.A. Gasdinamic and infrareted spectroscopic measurement in a condensing flow a sulphur hexafluoride - argon mixture // J. Chem. Phys.- 1979.- V.71.- P.2991-2999.

93. Wegener P., Stein G. Experiments on condensation in vapor phase // J. Chem. Phys.- 1967,- V.46.- P.3685-3686.

94. Wegener P., Pouring A. Experiments on condensation of water vapor by homogeneous nucleation in nozzles // Phys. Fluids.- 1965.- V.7.- P.348-361.

96. Ребров А.К. Кластеры и конденсация в расширяющихся потоках / 6 Всес. конференция по динамике разреженных газов,- Расшир. тез.докл.- Новосибирск, 1979,- С.165.

97. Амелин А.Г. Образование пересыщенного пара и аэрозоля при смешении газов, содержащих пар и имеющих разную температуру // Коллоидн.ж,- 1948,- Т.Ю.- С.169-176.

98. Амелин А.Г. Новые идеи в области изучения аэрозолей,- М.: Изд-во АН СССР, 1949,- 13с.

99. Амелин А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара.- М.: Химия, 1972,- 303с.

100. Hidy G.M., Friedlander S.K. Vapor condensation in the mixing zone of a jet // A. J.Ch.E. Journal.- 1964,- V.10, №1,- p.l 15.

101. Levine D.G., Friedlander S.K. The condensation of vapor by mixing with a cool gas // Chem.Eng.Sci.- 1960,- V.13, №2,- P.49.

102. Коган Я.И., Бурнышева З.А. Укрупнение и измерение ядер конденсации в непрерывном потоке // ЖФХ,- I960,- Т.34,- С.2631-2639.

103. Сутугин А.Г., Фукс Н.А. Образование конденсационных аэрозолей при быстроизменяющихся условиях // Коллоидн.ж,- 1970.- Т.32,-С.255-260.

104. Sutugin A.G. Lushnikov A.N. Bimodal size distribution in high dispersed aerosols // J. Aerosol Sci.- 1973.- V.47.- P.295-305.

105. Higuchi W.J., O'Konski C.T. A test of the Becker-Doering theory of nucleation kinetics // J. Colloid Sci.- 1960,- V.15, №1,- P.14-49.

процессов гомогенной конденсации паров в турбулентной затопленной струе // ДАН СССР,- 1979,- Т.224, №6,- С.1418-1422.

108. Сутугин А.Г., Пучков А.С., Лушников А.А. Спонтанная конденсация в турбулентной затопленной струе // Коллоидн.ж.-1978,- Т.40, №2.- С.285-291.

109. Дерягин Б.В., Власенко Г.Я. Проточный метод ультрамикроскопического измерения частичных концентраций аэрозолей и других дисперсных систем // ДАН СССР,- 1948.- Т.63,- С.155.

110. Langsdorf A. A continuously sensetive diffusion cloud chamber // Rev. Sci. Instr.- 1939,- V.10.- P.91-103.

111. Чуканов B.H., Коробицын Б.А. Кинетика стационарной гомогенной нуклеации в пересыщенных парах этанола // ЖФХ,- 1989,- Т.63, №7,- С.1970-1973.

112. Katz J.L., Cheng-Hung Hung, Krasnopoler M.J. The homogeneous nucleation of nonane // Lecture Notes in Physics.- 1988,- V.309.- P.359-360.

113. Cheng-Hung Hung, Krasnopoler M.J., and Katz J.L. Condensation of a supersaturated vapor. VI11. The gomogeneous nucleation of w-nonane // J.Chem.Phys.- 1989,- V.90, №3,- P. 1856-1865.

114. Стулов JI.Д., Гримберг А.Н., Сутугин А.Г. Гомогенная нуклеация в поле градиентов температуры и концентрации: I. Теория и методика экспериментального исследования // Коллоидн.ж,- 1988,- Т.50,-С.313-321.

115. Smolik J., Zdimal V. Condensation of supersaturated vapors of dioctylphthalate. Homogeneous nucleation rate measurements // Aerosol Sci. Technol.- 1994,- V.20.- P.127-134.

homogeneous nucleation of vapors. 2 // J. Phys. Chem.- 1995.- V.99, №1,- P.375-383.

117. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн M.C. Получение пересыщенного пара и аэрозоля дибутилфталата смешением разнотемпературных потоков путем молекулярной диффузии // Коллоидн. ж,- 1978,- Т.40.- С. 116-121.

118. Peshty A.J., Flagan R.C., Seinfeld J.H. Theory of aerosol formation and growth in laminar flow // J.Coll.Interface Sci.- 1983,- V.91.- P.525-545.

119. Brock J.R., Kuhn P.J., Zenavi D. Condensation aerosol formation and growth in a laminar coaxial jet: experimental // J. Aerosol Sci.- 1986,-V.17.- P.ll-22.

120. Hameri K., Kulmala M. Homogeneous nucleation in a laminar flow diffusion chamber: The effect of temperature and carrier gas on dibutyl phthalate vapor nucleation rate at high supersaturations // J.Chem. Phys.-1996.- V.105, №17.- P.7696-7704.

121.Wilck M., Hameri K., Stratmann F., Kulmala M. Homogeneous nucleation rates of dibutylphtalate in nitrogen: analysis of laminar flow reactor data// J.Aerosol Sci.- 1997,- V.28, Suppl.l.-P.171-172.

122. Wilck M., Hameri K., Stratmann F., Kulmala M. Determination of homogeneous nucleation rates from laminar flow diffusion chamber data // J.Aerosol Sci.- 1998,- V.29, №8,- P.899-911.

123. Anisimov M.P., Taylakov A.V. LAF - a new method of investigation of spontaneous rate nucleation of supersaturated vapor // Proceedinings of the third Chinese Aerosol Conference, Beijing, 29 Sept.- 1 Oct. - 1990, P. 19-22

125. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика.- М.: Наука, 1969.-264с.

126. Anisimov М.Р., Hameri К., Kulmala М. Construction and test of laminar flow diffusion chamber: homogeneous nucleation of DBF and w-hexanol // J. Aerosol Sci.- 1994,- V.25.- P.23-32.

127. Лойцанский Л.Г. Механика жидкости и газа.- М.: Наука, 1973.-847с.

128. Лебедев Ю.А., Мирошниченко Е.А., Термохимия парообразования органических веществ,- Изд-во Наука, 1981,- 215с.

129. Физические величины: Справочник / Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский A.M. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991,- 1232с.

130. Рид Р., Праусниц Д., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей,- Л.: Химия, 1982,- 592с.

131. Варгафтик Н.В., Филиппов Л.П., Тарзиманов А.А., Тоцкий Е.Е. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов,- М.: Энергоатомиздат, 1990,- 708с.

132. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник,- Л: Химия, 1991,-432с.

133. Мелвин-Хьюз Э.А. Физическая химия,- М.: Изд-во иностранной литературы, 1962,- Т.1.- 519с.

134. M.P.Anisimov, S.D.Shandakov, V.A.Pinaev, P.K.Hopke Two dimensional transfer in the flow diffusion chamber. // J. Aerosol Sci., 1997,- V.28, Suppl.l.- P. 175-176.

135. Wagner P.E. and Anisimov M.P. A new possibility for the evaluation of nucleation rates from experimental data obtained by means of a gas flow diffusion chamber // J.Aerosol Sci.- 1993,- V.24.- P.103.

критической линии бинарных систем на нуклеацию пересыщенных паров пропандиолов в атмосфере гексафторида серы / Кемеровск. гос.ун-т,- Кемерово, 1998,- 25с,- Деп.в ВИНИТИ 25.08.98, № 2668-В-98.

137. Anisimov М.Р., Nasibulin A.G., Timoshina L.V., Polygalov Yu.I. Binary nucleation of a sulfur hexafluoride - glycerin system at a region of critical temperatures / In Fifteenth Annual Aerosol Conference. October 14-18, 1996,- AAAR. Orlando, Florida.- Abstracts.- P. 159.

138. Тимошина JI.В. Бинарная нуклеация в окрестности линии фазовых переходов / Материалы XXXIV Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс": Физика, ч.2, Новосибирск, 1996,- С.79-80.

139. McGraw R. The thermodynamic barrier to nucleation near a critical point // J. Chem. Phys.- 1989,- V.91, №9,- P.5655-5664.

140. Тимошина Л.В. Нуклеация в окрестности критических параметров бинарной системы глицерин - С02 / Материалы XXXVI Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс": Физика.-НГУ, Новосибирск, 1998,-С.100-102.

141. Насибулин А.Г., Тимошина Л.В. Нуклеация в окрестности линии фазовых переходов модельной системы глицерин - диоксид углерода / V Международный симпозиум "Оптика атмосферы и океана", 15 - 23 июня 1998 г., Томск.- Тез. докл.- С.15-16.

142. Анисимов М.П., Тимошина Л.В., Насибулин А.Г. Бинарная нуклеация в окрестности линий фазовых переходов в конденсированной фазе / Кемеровск. гос.ун-т,- Кемерово, 1998,-26с.- Деп.в ВИНИТИ 25.08.98, № 2669-В-98.

143. Anisimov M.P., Nasibulin A.G., Timoshina L.V., Nasekin G.S. Vapor nucleation at a vicinity of melting point temperature. / In Fifteenth Annual Aerosol Conference. October 14-18, 1996.- AAAR. Orlando, Florida.-Abstracts.-P. 158.

144. Anisimov M.P., Nasibulin A.G., Timoshina L.V. Influence of a gas-canier on the melting temperature of critical embryos // J. Aerosol Sci.-

1997,-V.28., Suppl.l.- P. 169-170.

145. Насибулин А.Г., Тимошина JI.B. Влияние давления и вида газа-носителя на процесс нуклеации пересыщенных паров глицерина в окрестности температуры плавления. / Молодые ученые Кузбасса: Межвуз. сборник научных трудов. КузГТУ,- Кемерово, 1998,-С.109-117.

146. Anisimov М.Р., Nasibulin A.G., Timoshina L.V. Nucleation in the vicinity of critical parameters of the 1,3-propandiol - C02 binary system / International Aerosol Symposium IAS-4, Sankt-Peterburg, 6-9 July 1998.-Abstracts.- P.88-89.

147. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Тимошина Л.В., Кызыласов Ю.И. Нуклеация пропандиолов в окрестности критической температуры диоксида углерода / Международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах", 6-9 октября

1998, Кемерово,- Тез.докл., ч.Ш,- С.152-153.

148. Анисимов М.П., Тимошина Л.В., Насибулин А.Г. Экспериментальное изучение кинетики нуклеации в пересыщенных парах 1,2- и 1,3-пропандиолов в окрестности критической точки диоксида углерода / Кемеровск. гос. ун-т,- Кемерово, 1998,- 20с.-Деп. в ВИНИТИ 25.08.98, № 2667-В-98.

149. Anisimov М.Р., Nasibulin A.G., Timoshina L.V. 1,3-propandiol - sulfur

hexafluoride vapor nucleation in the vicinity of critical temperature / International Aerosol Symposium IAS-4, Sankt-Peterburg, 6-9 July 1998.-Abstracts.- P.89-90.

150. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Тимошина JI.В. Влияние критических условий на нуклеацию пересыщенных паров пропандиолов в среде SF6 / Международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах", 6-9 октября 1998, Кемерово,- Тез. докл., ч.Ш.- С.150-151.

151. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. Измерение числа молекул и поверхностного натяжения в критических зародышах по скорости зародышеобразования //Коллоидн. ж,- 1978,- Т.40,- С.317-321.

152. Kashchiev D. On the relation between nucleation work, nucleus size, and nucleation rate // J. Chem. Phys.- 1982,- V.76, №10,- P.5098-5102.

153. Анисимов М.П., Вершинин C.H., Аксенов А.А. и др. Экспериментальное определение скорости спонтанной нуклеации, размера и состава критического зародыша в пересыщенном многокомпонентном паре // Коллоидн. ж,- 1987,- Т.49, № 5,- С.842-846.

154. Беданов В.М., Ваганов B.C., Гадияк Г.В. и др. Экспериментальное определение числа молекул в критическом зародыше. Проверка теории гомогенного зародышеобразования // Физ. хим.- 1988,- Т.7, №4,- С.555-563.

155. Тимошина Л.В. Нуклеация в окрестности критической линии бинарной системы / Материалы XXXV Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс": Физика, Новосибирск, 1997,- С.148-149.

156. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Тимошина JI.B., Лозбин В.И. Нуклеация паров глицерина в окрестности критической линии исследуемой системы // Международная конференция "Естественные и антропогенные аэрозоли" 29 сентября - 4 октября

1997, Санкт-Петербург.- Тез. докл.- С. 13.

157. Анисимов М.П. Объемная нуклеация в ламинарном осесим метричном парогазовом потоке. Дисс. ... докт. физ.-мат. наук,-Кемерово, 1991,-281с.

158. Анисимов М.П., Тимошина Л.В., Насибулин А.Г. Поверхность фазовых переходов первого рода в околокритической области бинарной системы / Международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах", 6-9 октября

1998, Кемерово,- Тез. докл., ч.Ш,- С. 13-14.

159. Anisimov М.Р. Vapor nucleation rate surface topology of the soluble and partially soluble binary mixtures // Nucleation and atmosperic aerosols.-Pergamon Press. Virginia.- 1992.-P.451-455.

160. Anisimov M.P., Koropchak J.A., Nasibulin A.G., Timoshina L.V. Critical embryo phase transitions in nucleated binary glycerin - carbon dioxide system // J. Chem. Phys.- 1998,- V.109, №22,- P. 10004-10010.

Основные результаты диссертации изложены в работах [136-138, 140,142,146-150,155,156,158,160].

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность научным руководителям д.ф.-м.н., с.н.с. Анисимову Михаилу Прокопьевичу за корректную постановку задачи, руководство работой, ценные замечания, обсуждение результатов, оказанную поддержку на всех этапах выполнения работы и к.х.н. Насибулину Альберту Галийевичу за помощь в проведении экспериментов, написании диссертации, непосредственное участие в работе.

Автор признателен к.ф.-м.н., доц. Шандакову Сергею Дмитриевичу за советы, консультации, полезные обсуждения работы. Также автор благодарит к.ф.-м.н., доц. Насекина Геннадия Степановича за внимание к работе и Пинаева Виктора Алексеевича за помощь в обсчете экспериментальных результатов.