Влияние физико-химических характеристик аэрозолей на особенности их осаждения из гидродинамических потоков на препятствиях при определении дисперсного состава тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат физико-математических наук Припачкин, Дмитрий Александрович

• Припачкин, Дмитрий Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Припачкин, Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОСТИ АЭРОЗОЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ ВОЛОКНИСТЫХ ФИЛЬТРОВ И ИМПАКТОРОВ (обзор).

1.1. Методы оценки дисперсного состава.

1.2. Механизмы осаждения аэрозольных частиц в волокнистых фильтрах и на каскадах импактора.

1.3. Численное моделирование каскадов импактора и модельных фильтров.

Постановка задачи исследований.

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДА МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЛЕЙ ТЕЧЕНИЯ И РАСЧЕТА ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ.

2.1 Подходы к численному моделированию течения среды с частицами дисперсной фазы в CFD коде STAR-CD.

2.2 Методы расчета коэффициента захвата и эффективного диаметра разделения.

2.3 Геометрии модельных фильтров и каскадов импактора. Разработка в САПР и подготовка к расчету в STAR-CD.

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ СРЕДЫ С ЧАСТИЦАМИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В CFD КОДЕ STAR-CD И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСАЖДЕНИЯ ЧАСТИЦ НА ФИЛЬТРАХ.

3.1 Оценка и сравнение с экспериментальными данными силы сопротивления на единицу длины волокна в двухмерных и трехмерных модельных фильтрах при конечных числах Re.

3.2 Оценка и сравнение с экспериментальными данными коэффициента захвата частиц волокнами в двухмерных и трехмерных модельных фильтрах при промежуточных числах Рейнольдса.

3.3 Экспериментальные исследования эффективности осаждения аэрозольных частиц в условиях аналитической фильтрации для пакета фильтров из материалов ФП.

3.4 Оценка и сравнение с экспериментальными данными эффективности осаждения частиц в трехмерных моделях каскадов персонального импактора.

ГЛАВА 4. КОНСТРУКЦИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЕЙ.

4.1. Описание конструкции устройства.

4.2. Математическая модель.

ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАСКАДНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА АЭРОЗОЛЕЙ.

5.1. Оценка дисперсного состава аэрозолей NaCl.

5.2. Оценка дисперсного состава аэрозолей селена и стронция.

5.3. Оценка дисперсного состава радиоактивных аэрозолей Ри и Sr.

5.4 Условия применимости каскадного устройства для определения дисперсного состава радиоактивных аэрозолей.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние физико-химических характеристик аэрозолей на особенности их осаждения из гидродинамических потоков на препятствиях при определении дисперсного состава»

Дисперсный состав аэрозолей является важнейшей физико-химической характеристикой, определяющей эволюцию аэродисперсных систем вследствие коагуляции, седиментации, переноса и других процессов.

Среди методов, используемых для определения дисперсного состава, особое место занимают те, которые позволяют определять не только размеры аэрозольных частиц, но и другие их характеристики (например, химический или нуклидный состав, растворимость, плотность, массу и т.д.). К ним относятся методы, в которых разделение на размерные фракции происходит непосредственно в пробоотборном устройстве за счет осаждения частиц на отдельных каскадах (диффузионные батареи, импакторы и пакеты фильтров).

В случаях, когда размер аэрозольных частиц превышают 100 нм, а скорости потоков составляют величины порядка 1 м/с, использование диффузионных батарей для анализа дисперсного состава невозможно. Импакторы представляют собой селективные проотборные устройства, в которых разделение частиц на размерные фракции в диапазоне от долей до десятков мкм происходит за счет инерционного осаждения на препятствиях (коллекторах) при скоростях потоков до нескольких десятков м/с. Метод, основанный на инерционном осаждении аэрозольных частиц на волокнах фильтра при скоростях фильтрации от долей до нескольких м/с, известный как метод многослойных фильтров (ММФ) позволяет определить дисперсность аэрозолей в диапазоне размеров от 100 нм до нескольких мкм. Следовательно, для оперативного определения дисперсного состава аэрозолей наиболее подходящими являются каскадные импакторы и пакеты фильтров.

Импакторы состоят из каскадов, каждый из которых содержит разгонные сопла и коллекторы для осаждения аэрозольных частиц. Осаждение частиц с размерами менее 1 мкм требует существенного увеличения гидродинамического сопротивления этих устройств, что значительно затрудняет его использование. При этом снижается эффективность осаждения аэрозольных частиц и искажаются гидродинамические параметры несущей среды, что приводит к ошибкам в определении дисперсного состава, особенно в диапазоне от долей мкм до 1 мкм.

Пакет фильтров состоит из волокнистых материалов с разным гидродинамическим сопротивлением. Каждый из фильтров условно можно рассмотреть как каскад, на котором осаждаются аэрозольные частицы определенного размерного диапазона. Частицы диаметром более 2 мкм осаждаются преимущественно на первом каскаде пакета, что приводит к большой неопределенности при оценке дисперсного состава методом многослойных фильтров для грубодисперсных аэрозолей (размер частиц более 1 мкм). Для снижения уровня неопределенности необходимо более равномерное распределение частиц по всем каскадам. Суммарное гидродинамическое сопротивление пакета фильтров в условиях высокоскоростной фильтрации существенно ниже, чем у каскадов импактора, используемых для анализа дисперсности частиц в диапазоне от долей до 1 мкм.

Таким образом, целесообразно соединить в одно устройство для определения дисперсного состава каскады импактора и пакет фильтров. При этом будет достигнута оптимальная эффективность осаждения частиц в диапазоне от 100 нм до десятков мкм при уменьшении суммарного гидродинамического сопротивления. В таком устройстве каскады импактора будут играть роль предосадителей грубодисперсных аэрозолей. К тому же с увеличением количества каскадов повысится точность определения дисперсного состава аэрозолей. Для этого необходимо установить закономерности осаждения аэрозольных частиц на препятствиях в условиях высокоскоростной фильтрации. Иначе говоря, необходимо на основе теоретических и экспериментальных исследований инерционного осаждения аэрозольных частиц и методов вычислительной гидродинамики показать, что условия осаждения частиц в описанном выше каскадном устройстве позволяют использовать его для определения дисперсного состава в широком размерном диапазоне.

Цель работы: Установление закономерностей влияния физико-химических характеристик аэрозолей на особенности их осаждения из гидродинамических потоков на препятствиях при определении дисперсного состава на основе совместного использования каскадов импактора и пакета фильтров.

Для достижения этой цели решается ряд задач, среди которых:

1. исследование полей течений в модельных фильтрах в режиме высокоскоростной фильтрации. Оценка силы гидродинамического сопротивления волокон, коэффициента инерционного захвата и влияния неоднородности расположения волокон в ряду на перепад давления для переходных чисел Рейнольдса;

2. численное моделирование полей течения и осаждения аэрозольных частиц на волокнах модельных фильтров и инерционных каскадах, валидация численной модели устройства на основе экспериментальных данных;

3. разработка численной модели и конструкции устройства, выбор оптимального количества каскадов импактора и их сопряжение с пакетом фильтров;

4. экспериментальные исследования осаждения аэрозольных частиц произвольной физико-химической природы в волокнистых фильтрах в режиме высокоскоростной фильтрации;

5. разработка алгоритма для расчета характеристик логарифмически нормального распределения (JIHP) аэрозолей по размерам на основе долей осажденного вещества на каскадах импактора и фильтрах пакета и экспериментальная проверка работоспособности многокаскадного устройства с использованием тестовых полидисперсных аэрозолей различного происхождения .

Научная новизна работы:

1. Показано что, при числах Рейнольдса (Re) меньше 1 и при постоянстве параметра зацепления, число Стокса (St) однозначно характеризует коэффициент инерционного захвата частиц с различной плотностью, в то время как в области Re больше и равном 1 коэффициент захвата зависит как от St, так и от Re.

2. Теоретически и экспериментально исследовано влияние параметров структуры модельного волокнистого фильтра на перепад давления и коэффициент захвата. Установлено, что неоднородность расположения параллельных волокон в ряду ведет к росту отношения перепада давления к линейной скорости при меньших значениях Re и к более резкой зависимости коэффициента захвата от St, чем в упорядоченных системах волокон.

3. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что для расчета эффективности осаждения частиц на инерционных каскадах устройства, в том числе при скоростных режимах, близких к реальной скорости дыхания человека и режимах течений при Re>1000, может использоваться код вычислительной гидродинамики STAR-CD.

4. Разработана конструкция каскадного устройства для отбора аэрозолей. Экспериментально получена зависимость эффективности осаждения аэрозольных частиц на инерционных каскадах от скорости потока в разгонных соплах, плотности и размеров частиц.

5. Показано, что метод расчетно-экспериментальной калибровки с помощью кода вычислительной гидродинамики STAR-CD может использоваться при создании или модернизации конструкций средств для отбора аэрозолей различного назначения.

Практическая ценность работы:

1. Полученные в работе закономерности влияния физико-химических характеристик аэрозолей на особенности их осаждения на препятствиях позволяют рассчитывать и создавать трехмерные модели и конструкции средств отбора аэрозолей с оптимальными параметрами гидродинамических потоков для оценки дисперсного состава аэрозолей.

2. Разработанные на основе предложенных закономерностей устройства могут использоваться в химической и атомной отраслях промышленности для оценки распределений количества, массы и активности аэрозольных частиц по размерам.

3. Использование средств отбора аэрозолей в качестве измерителей характеристик дисперсного состава позволяет создать представительную систему контроля радиологической значимости аэрозоля, поступающего в организм человека при дыхании.

4. Полученные в процессе исследований результаты существенно снижают неопределенность при определении дисперсного состава искусственных промышленных радиоактивных аэрозолей в случае их ингаляционного поступления в организм человека. Снижение уровня неопределенности при использовании специальной модели для расчета индивидуальных доз облучения персонала существенно повышает качество контроля радиационной обстановки.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод расчета коэффициента инерционного захвата на волокнах модельного фильтра в широком диапазоне чисел Стокса и параметров зацепления для чисел Рейнольдса более 1.

2. Модель каскадов импактора и конструкция устройства для отбора аэрозолей.

3. Экспериментально-расчетный метод калибровки инерционных каскадов устройства для определения дисперсности аэрозолей с помощью кода вычислительной гидродинамики и экспериментально полученных аэрозольных частиц селена.

4. Разработка и оптимизация алгоритмов оценки характеристик логнормального распределения аэрозольных частиц по размерам с помощью устройства для отбора аэрозолей на основе измеренных долей осажденного вещества на каскадах импактора и фильтрах пакета. Апробация работы:

Основные результаты работы, доложены на следующих научных конференциях и семинарах: 10th World Filtration Congress, Leipzig, Germany, 14-18 April 2008; Всероссийская конференции по физической химии и нанотехнологиям "НИФХИ-90", Москва, 10-14 ноября 2008 г.; Научная сессия НИЯУ МИФИ-2010, Москва, 25-31 января 2010 г. Публикации:

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 опубликованы в журналах из списка ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, утвержденных ВАК РФ, 3 патента, тезисы 4 докладов на российских и международных конференциях. Содержание работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Общий объем составляет 126 страниц печатного текста, в том числе 46 рисунков, 11 таблиц, 11 страниц списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Припачкин, Дмитрий Александрович

выводы

1. На основе выявленных закономерностей влияния физико-химических характеристик аэрозолей на особенности их осаждения из гидродинамических потоков на каскадах импактора и фильтрах разработан и реализован расчетно-экспериментальный метод создания средства для отбора аэрозолей.

2. Выполнены расчеты гидродинамических и фильтрующих характеристик упорядоченных структур для моделирования реальных фильтров. Показано, что неоднородность расположения волокон в ряду ведет к росту отношения перепада давления к линейной скорости при меньших значениях чисел Рейнольдса и к более резкой зависимости коэффициента захвата от числа Стокса, чем в упорядоченных системах волокон. Установлено, что влияние инерционности среды (числа Рейнольдса) на коэффициент инерционного захвата усиливается с уменьшением параметра зацепления.

3. Экспериментально подтверждены теоретически установленные эффективности осаждения частиц на каскадах импактора для оптимальных параметров гидродинамических потоков, полученные с помощью кода вычислительной гидродинамики STAR-CD. Экспериментально подтверждены результаты моделирования, для скоростных режимов, близких к реальной скорости дыхания человека и течений при числах Рейнольдса больше 1000.

4. Разработана модель, конструкция и процедура калибровки устройства для отбора аэрозолей. Получены зависимости эффективности осаждения частиц от параметра VSt, которые использовали для оценки эффективности каждого каскада импактора независимо от скоростного режима в разгонных соплах, плотности и размеров аэрозольных частиц.

5. Показано, что рассчитанные характеристики логарифмически нормального распределения дают хорошее приближение реальных спектров аэрозольных частиц. Получены функции массового распределения исследованных аэрозолей по аэродинамическим диаметрам.

6. Предложены условия использования разработанного на основе расчетно-экспериментального метода каскадного устройства для оценки дисперсного состава радиоактивных аэрозолей в атомной промышленности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе были исследованы закономерности влияния физико-химических характеристик аэрозолей при осаждении их дисперсной фазы из гидродинамических потоков на препятствиях представляющих собой коллекторы импактора и волокна фильтров, которые лежат в основе наиболее распространенных и практических методов оценки дисперсного состава аэрозолей.

Проведен литературный обзор методов оценки дисперсного состава аэрозолей, исследований в области теории фильтрации, инерционного осаждения аэрозольных частиц на волокнах фильтров и обзор работ в области вычислительной гидродинамики при моделировании импактора и фильтрующих сред. Результаты обзора позволили сделать выводы о том, что теоретические исследования в области моделирования структуры волокнистых фильтров сводятся к выбору модели упорядоченной или неупорядоченной структуры, которая наиболее близка по гидродинамическим свойствам и осаждению аэрозольных частиц к волокнистому фильтру. В качестве такой модельной структуры может успешно использоваться веерная модель в области Re<l и соблюдении автомодельности течения.

Основной вывод из рассмотренных работ по численному моделированию -поля течений газовой среды, содержащей аэрозольные частицы в импакторах и моделях фильтров, могут моделироваться с помощью расчетных CFD кодов. Как следствие, можно численно оценить осаждение частиц на препятствиях в импакторе и на волокнах фильтра. Хотя в ряде случаев с нестандартной геометрией разгонных сопел требуется дополнительное экспериментальное подтверждение результатов численного моделирования с помощью CFD кодов.

В процессе исследования были решены задачи по оценке полей течений в модельных фильтрах в режиме высокоскоростной фильтрации. Выполнены расчеты силы гидродинамического сопротивления волокон и коэффициента инерционного захвата. Исследовано влияние неоднородности расположения волокон в ряду на перепад давления для переходных чисел Рейнольдса.

При моделировании плоских (двумерных) течений показано, что использование CFD кода STAR-CD позволяет адекватно описывать поле течения в изолированных рядах параллельных цилиндрических волокон, состоящих как из эквидистантных цилиндров, так и из эквидистантных пар цилиндров. При этом результаты численного моделирования достаточно хорошо совпадают с экспериментальными данными.

Использование CFD кода STAR-CD для моделирования полей течения в модельных фильтрах дает возможность получать оценки гидродинамических характеристик систем с достаточно хорошей степенью точности. Об этом свидетельствует хорошее согласие результатов численного моделирования с экспериментальными данными.

В случае использования волокнистых фильтров в качестве инерционных пробоотборников для анализа дисперсности аэрозолей, отбор целесообразно вести при скорости, удовлетворяющей выполнению стоксова режима течения газа через фильтр, когда осаждение частиц в фильтре с известными параметрами определяется только двумя переменными - числом Стокса и параметром зацепления R. Показано также, что при нарушении однородности расположения волокон в ряду происходит рост отношения Ар/U при меньших значениях Re и имеет место более резкий рост г| от St, чем в упорядоченных системах волокон. Это следует учитывать при расчете осаждения частиц, поскольку существующие аналитические и эмпирические формулы получены для стоксова течения воздуха через фильтр.

Как было показано в разделе 3.2 даже в модельных фильтрах в режиме аналитической фильтрации коэффициент инерционного захвата частиц а значит и эффективность осаждения зависят не только от числа Стокса, но и от числа Рейнольдса. Кроме того, микронеоднородности в структуре фильтра тоже оказывают влияние на коэффициент захвата. Для реальных фильтров все эти эффекты будут вносить существенную неопределенность при оценке эффективности осаждения аэрозольных частиц на волокнах. Поэтому количественная зависимость эффективности осаждения от аэродинамического диаметра частицы для реального фильтра может быть получена только с помощью экспериментальных исследований.

Для учета неоднородностей фильтрующих сред, при моделировании осаждения аэрозольных частиц в них, были выполнены: численное моделирование полей течения и осаждения аэрозольных частиц на волокнах модельных фильтров и инерционных каскадах, а также валидация численной моделей каскадов импактора и волокнистых фильтров на основе экспериментальных данных.

Результаты показали, что для оценки эффективности осаждения частиц использовать веерную модель в классическом понимании можно, только для исследуемых образцов материала ФПА-15-2,0. При использовании веерной модели при оценке эффективности осаждения для материалов ФПА-70-0,15 и ФПА-70-0,25, необходимо учитывать полидисперсность волокон. Тем не менее, экспериментально было показано, что аэрозольные частицы имеет ненулевую эффективность осаждения в материалах ФПА-70-0,15 и ФПА-70-0,25, поэтому фильтры из таких материалов можно использовать в качестве каскадов для разделения аэрозольных частиц по размерам.

Экспериментальная проверка для каскадов импактора теоретических расчетов по моделированию осаждения частиц с помощью кода STAR-CD, показала, что метода расчета практически полностью совпадают с расчетами Радера и Марпла в области Re<1000,a в области Re>1500 с экспериментальными данными. Это позволяет рассчитать кривые эффективности осаждения аэрозольных частиц для скоростных режимов в разгонных соплах, соответствующих числам Рейнольдса от 1500 до 3500, а также учесть особенности конструкции при моделировании отдельных каскадов.

Исследования позволили создать каскадное устройство для определения дисперсного состава аэрозолей, на базе персонального импактора, где последней каскад (фильтр) заменен на пакет волокнистых фильтров. Такая модернизация персонального импактора в каскадное устройство для определения дисперсного состава аэрозолей в широком диапазоне аэродинамических диаметров позволяет увеличить число каскадов импактора (каждый фильтр в пакете играет роль каскада) и добиться снижения аэродинамического сопротивления всей конструкции устройства по сравнению с импакторами позволяющими инерционно осаждать частицы в диапазоне менее 0,5 мкм. Использование в конструкции устройства пакета волокнистых фильтров позволяет снизить нижнюю границу измеряемых размеров частиц примерно до 0,1 мкм.

Как показывают теоретические и экспериментальные исследования, представленные в главе 3, калибровка каскадов инерционного осаждения устройства для отбора аэрозолей может быть проведена расчетным способом в широком диапазоне Re, а калибровка фильтров в составе каскадного устройства опирается на результаты экспериментальных исследований фильтрующих материалов.

На основе данных о калибровке каскадного устройства для определения дисперсного состава аэрозолей нами была разработана математическая модель позволяющая создавать спектры логарифмически нормальных распределений (JTHP) аэрозольных частиц по размерам, моделировать осаждение частиц на каскадах устройства с учетом экспериментальных данных и оценивать параметры ЛНР.

Для экспериментального подтверждения работоспособности каскадного устройства для определения дисперсности аэрозолей выполнены расчеты по оценке дисперсного состава аэрозолей с унимодальным распределением для аэрозолей NaCl, селена с твердой дисперсной фазой и стронция с жидкой дисперсной фазой. В качестве примера оценки величины АМАД радиоактивных аэрозолей с помощью каскадного устройства для отбора аэрозолей были рассмотрены аэрозоли 90Sr+90Y и 239Ри.

Для всех исследованных аэродисперсных систем было получено хорошее согласие с независимыми измерениями размеров частиц с помощью лазерного счетчика. Значения величин АМАД для Ри составили 0,9 мкм с СГО равным 2,5 и для 90Sr+90Y - 0,2 мкм с СГО равным 7. В случае с 90SH-90Y достоверность результатов оценки невелика, так как СГО полученного распределения больше 4. Это свидетельствует о том, что, по всей видимости, форма распределения несколько отличается от JIHP. Однако даже в этом случае оценка АМАД достаточно хорошо отражает реальное распределение частиц 90Sr+90Y.

Таким образом, мы показали, что теоретические закономерности, которые лежат в основе калибровочных кривых каскадов устройства хорошо отражают способность осаждаться в каскадном устройстве аэрозольных частицы с различными физико-химическими свойствами. При этом полученные закономерности позволяют использовать предложенное каскадное устройство в составе систем определения дисперсного состава аэрозолей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Припачкин, Дмитрий Александрович, 2010 год

1. Огородников Б.И., Скитович В.И., Будыка А.К. Дисперсный состав искусственных и естественных радиоактивных аэрозолей в 30-км зоне ЧАЭС в 1986-1996 гг. // Радиационная биология. Радиоэкология. 1998, 38, 6, 889.

2. Скитович В.И., Шарапов А.Г., Огородников Б.И.(1995)/ В кн.: Современное состояние проблемы обращения с радиоактивными отходами. Материалы научно-технического семинара Ядерного общества России. Сергиев Посад, с. 23.

3. Огородников Б.И., Будыка А.К., Скитович В.И., Бродовой А.В. Характеристики аэрозолей пограничного слоя атмосферы над Москвой. // Известия АН. ФАО, 1996, 32, 2, 163.

4. Будыка А.К., Огородников Б.И. Радиоактивные аэрозоли Чернобыльского генезиса. // Ж. физ. химии, 1999, 73, 2, 375.

5. Кочетков О.А., Цовьянов А.Г., Будыка А.К. и др. Определение дисперсного состава искусственных радиоактивных аэрозолей в производственных помещениях. Методика выполнения измерений. // МинЗдрав России М., 2000 г

6. Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс) /Под редакцией В. Н. Кириченко. М.: Нефть и газ, 1997, 298 с.

7. Москвин Л.Н., Леонтьев Г.Г., Некрестьянов С.Н. Комплексный оперативный контроль радиоактивных аэрозолей в выбросах АЭС. // Атомная энергия, 1981, 51, 4, 232

8. Григоров В.П., Черный С.С. Дисперсность радиоактивных аэрозолей и осаждение аэрозольных частиц в пробоотборных трубках. // Радиационная безопасность и защита АЭС. Вып. 3. М.: Атомиздат, 1977, с. 53.

9. Черный С.С., Григоров В.П. Радиоактивные аэрозоли в системах вентиляции Чернобыльской АЭС. // Атомная энергия, 1982, 53, 5, 338.

10. M.D. Dorrian, M. R. Bailey Particle size distributions of radioactive aerosols measured in workplaces. // Radiat. Protect. Dosimetry, 1995, 60, 2, 119.

11. Будыка A.K., Федоров Г.А. Определение дисперсного состава радиоактивных аэрозолей в технологических системах исследовательских реакторов. / Изотопы в СССР. М: Энергоатомиздат, 1987, 1(72), 113.

12. Dirgo, J., and Leith, D. Cyclone collection efficiency: Comparison of experimental results with theoretical predictions. // Aerosol Science and Technology, 4, p.401-411.

13. Chen, В. Т., and Yeh, H. C. (1987). An Improved Virtual Impactor: Design and Performance, J. Aerosol Sci. 18:203-214.

14. Thomas J. W. The diffusion battery method for aerosol particle size determination. Journal of Colloid Science; (1955) 10, p. 246-255.

15. Двухименный B.A., Столяров Б.М., Черный C.C., Системы очистки воздуха от аэрозольных частиц на АЭС, М., Энергоатомиздат, 1987.

16. Fuchs N.A. Aerosol impactors (a review). In Fundamental of Aerosol Science. Ed. D.T. Shaw. N.Y., Wiley, 1978, p.l.

17. Marple V.A., Willeke K. Inertional Impactors: Theory, Design and Use. In Fine Particles. Ed. by B.Y. H. Liu. N.Y., 1976, p. 411.

18. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию: Пер. с англ.-М.: Мир, 1987, 286 с.

19. Instruction Manual. Series 290 Marple Personal Cascade Impactor. P/N 100065-00/

20. Davies C.N. Air filtration. London, Academic Press, 1973, p. 173

21. Kirsh A.A., Stechkina I.B. Theory of aerosol filtration with fibrous filters. In Fundamental of Aerosol Science. Ed. D.T. Shaw. N.Y., Wiley, 1978, 165256.

22. Piekaar H.W., Clarenburg L.A. Aerosol filters- pore size distribution in fibrous filters. // Chem. Eng. Sci., 1967, 22, 1399-1408.

23. Corte H.K., Lloid E.H. Transac. consoled, of paper web, 1965

24. Iberall A.S., J. Reg. Nat. Bur. Stand. 45, 1950, p.398.

25. Ч. Чен, Успехи химии 25, 1956, с.368

26. White С.М., Proc. Roy. Soc. A186, 1946, p.472.

27. Kuwabara S., J. Phys. Soc. Japan, 14, 1959, p.527

28. Happel J., A.I.Ch.E.J. 5, 1959, p.174.

29. Fuchs N.A., Stechkina I.B. Ann. Occup. Hyg. 6, 1963, p.27.

30. Стечкина И.Б., Доклады АН СССР 167, 1966, с.1327.

31. PichJ., Staub 25, 1965, р.5.

32. Brown R.C. Theory of stokes flow at a semi-microscopic level through fibrous filters of nonuniform structure. // Staub, 1994, 54, 59.

33. Schweers E., Loffler F. Realistic modelling of the behaviour of fibrous filters through concideration of filter structure. // Powder Technology, 1994, 80, 191.

34. Shapiro M. An analytical model for aerosol filtration ny nonuniform filter media. // J. Aerosol Sci., 1996, 27, 263.

35. Dhaniyala S., Liu B.Y.H. Theoretical modelling of filtration by nonuniform fibrous filters.// Aerosol Sci. and Technology, 2001, 34, 170.

36. Emi H., Wang C.S., Tien C. Transient behavior of aerosol filtration in model filters. // AIChE J., 1982, 28 (3), 397-404.

37. Кирш А.А., Фукс H.A. Исследования в области волокнистых аэрозольных фильтров. Сопротивление систем параллельных цилиндров. // Коллоидный журн, 1967, 29, 682-686.

38. Кирш А.А., Фукс FI.A. Исследования в области волокнистых аэрозольных фильтров. Диффузионное осаждение аэрозолей в волокнистых фильтрах. // Коллоидный журн., 1968, 30, 836-842.

39. Kuwabara S. The forces experienced by randomly distributed parallel cylinders or spheres in viscous flow at small Reynolds numbers. // J. Phys. Soc., Japan, 1959, 14, 527.

40. Будыка А.К., Огородников Б.И., Скитович В.И., Петрянов И.В. Гидродинамика веерной модели волокнистого фильтра и захват аэрозолей при числах Стокса от 0,4 до 4. // Докл. АН СССР, 1985, 284, 5, 1161.

41. Emi Н., Kanaoka С., Kuwabara Y. The diffusion collection efficiency of fibers for aerosol over a wide range of Reynolds numbers. // J. Aerosol Sci., 1982, 13, 5, 403.

42. Brown R.C. A many fibre model of airflow through a fibrous filter. // J. Aerosol Sci., 1984, 15< 5, 583.

43. Robinson M., Franklin H. The pressure drop of a fibrous filters at reduced abmient pressures. // J. Aerosol Sci., 1972, 3, 413.

44. Ушакова E.H., Козлов В.И., Петрянов И.В. К вопросу о гидродинамических и фильтрующих свойствах фильтрующих материалов Петрянова. // Докл. АН СССР, 1972, 206, 4, 916

45. Ушакова Е.Н., Козлов В.И., Петрянов И.В. Гидродинамика фильтрующих материалов ФП. // Коллоидный журн., 1973, 35, 1, 99.

46. Скитович В.И., Ефименко B.C., Огородников Б.И. Характеристики фильтров ФП при высоких скоростях фильтрации воздуха (до 40 м/с).// Труды ИПГ, 1976,21, 8.

47. Огородников Б.И. Сопротивление волокнистых фильтров ФП в условиях течения со скольжением и в переходном режиме течения. // Коллоидный журн., 1976, 1, 183.

48. Будыка А.К., Огородников Б.И., Скитович В.И. Расчет перепада давления и эффективности улавливания аэрозолей фильтрующим материалом из ультратонких волокон. // Электронная промышленность, 1988, 10(178), 20.

49. Кирш А.А., Стечкина И.Б., Фукс Н.А. Влияние инерции на коэффициент захвата аэрозольных частиц на цилиндрах при малых числах Стокса. // Коллоидн. журн., 1970, 30, 467.

50. Yeh Hsu-Chi, Liu B.Y. H. Aerosol filtration by fibrous filters.-I. Theoretical. //J. Aerosol. Sci., 1974, 5, 191.

51. Левин Л.М. Об осаждении частиц из потока аэрозоля на препятствия. // Докл. АН СССР, 1953,91,6, 1329.

52. Ingham D.B., Hildyard L.T., Hildyard M.L. On the critical Stokes number for particle transport in potential and viscous flows near bluff bodies. //J. Aerosol Sci., 1990, 21, 7, 935.

53. Wong J.B., Ranz W.E., Johnstone H. F. Collection efficiency of aerosol particles. // J. Appl. Phys., 1956, 27, 2, 161

54. Ушакова E.H., Козлов В.И., Петрянов И.В. Исследование эффективности фильтрующих материалов типа Фильтров Петрянова в инерционной области. // Коллоидный журн., 1975, 37, 2, 318-322.

55. Harrop J.A., Stenhouse J.I. Т. Theoretical predictions of inertial impaction efficiency in filters. // Chem. Eng. Sci., 1969, 24, 1475.

56. Nguyen X., Beeckmans J.M. Single fibre capture afficiency of aerosol particles in real and model filters in the inertial interception domain. // J. Aerosol. Sci., 1975, 6, 205.

57. Tsiang R.C., Tien C. Trajectory calculation of particle deposition in model filters consisting of parallel fibers. // Can. J. Chem. Eng., 1981, 59, 595.

58. Stenhouse J.I. Т., Harrop J.A., Freshwater D.C. The mechanisms of particle capture in gas filters. // Aerosol Sci., 1970, 1, 41.

59. McLaughlan C., McComber P., Gakwaya A. Numerical calculation of particle collection by a row of cylinders in a viscous fluid. // Can. J. Chem. Eng., 1986, 64, 205.

60. Suneja S.K., Lee C.H. Aerosol filtration by fibrous filters at intermediate Reynolds numbers (<100). // Atmos. Environ., 1974, 8, 1081.

61. Emi H., Okuyama K. and Adachi M. The effect of neighboring fibers on the single fiber inertial-interception efficiency of aerosols. // J. Chem. Eng. Jap., 1977, 10(2), 148.

62. Brewer J. M., Goren S.L. Evaluation of metal oxide whiskers grown on screens for use as aerosol filtration medium. // Aerosol Sci. Techn, 1984, 3(4), 411.

63. Lee K.W., Liu B.Y.H. Experimental study of aerosol filtration in fibrous filters. //Aerosol Sci. Techn., 1982, 1, 35.

64. Gentry J.W., Choudhary K.R. Collection efficiency and pressure drop in grid filters of high packing density at intermediate Reynolds numbers. // J. Aerosol Sci., 1975, 6, 277.

65. Будыка A.K., Огородников Б.И., Петрянов И.В. Выбор параметров фильтрации атмосферных аэрозолей в зависимости от их дисперсного состава. В кн.: Ядерно- физические методы анализа в контроле окружающей среды. JL: Гидрометеоиздат, 1987, с. 128.

66. Dahneke В. The capture of particles by surfaces. // J. Coll. Int. Sci., 1971, 37(2), 342.

67. Dahneke B. Measurements of bouncing of small latex spheres. // J. Coll. Int. Sci., 1973, 45(3), 584.

68. Dahneke B. Further measurements of the bouncing of small latex spheres. //J. Coll. Int. Sci., 1975, 51(1), 58.

69. Loffler F. Problems and recent advances in aerosol filtration. // Separ. Sci. Techn, 1980, 15, 3,297.

70. Ellenbecker M.J, Leith D., Price J. M. Impaction of solid aerosol particles on fine wires. // Aerosol Sci. Techn, 1987, 7, 97.

71. Stenhouse J.I.T, Freshwater D.C. Particle adhesion in fibrous air filters. // Trans. Inst. Chem. Eng., 1976, 54, 95.

72. Kyaw Tha Paw U. Dimensional aspects of aerosol deposition on cylinder with rebound. // J. Aerosol Sci, 1984, 15, 6, 657.

73. Скитович В.И, Боголапов H.B, Огородников Б.И, Константинов И.Е. Взаимодействие аэрозольных частиц с волокнами фильтра при высоких скоростях воздушного потока. Тр. Фрунзенского политехнич. инст, 1976, 97, 95

74. Kanaoka С., Emi Н., Hiragi S., Myojo Т. Morphology of particulate agglomerates on a cylindrical fibre and collection efficiency of a dust loaded filter. Aerosols, Formation and Reactivity, 2nd Int. Conf. Berlin. Pergamon, 1986, p. 674.

75. Myojo Т., Kanaoka C., Emi H. Experimental observation of collection efficiency of a dust-loaded filter. // J. Aerosol Sci., 1984, 25, 483.

76. Kanaoka C., Hiraji S. Pressure drop of air filter with dust load. // J. Aerosol Sci., 1990, 21, 127.

77. Kanaoka C., Emi H., Myojo T. Simulation of the growing process of a particle dendrite and evaluation of a single fibre collection efficiency with dust load. // J. Aerosol Sci., 1980, 11, 377.

78. Stenhouse J.I.T., Trottier R.A. The loading of fibrous filters with submicron particles. //J. Aerosol Sci., 1991, 22, sill.

79. Brown R. C. Air filtration. Pergamon, 1993, 272 pp

80. Ramaro B.V., Tien C. Stochastic simulation of aerosol deposition in model filters. // AIChE J., 1988, 34, 253.

81. Stenhouse J.I.T., Broom G.P., Chard N. J.T. Dust loading characteristics of high inertial fibrous filters. // Am. Ind. Hyd. Assoc. J., 1978, 39, 219.

82. Rader D.J., Marple V.A. Effect of ultra-Stokesian drag and particle interception on impaction characteristics.//Aerosol Science and Technology 1985, 4, p. 141.

83. Marple V. A., Liu B. Y. H. (1974). Characteristics of lamina jet impactors.// Environmental Science and Technology,8, p.648.

84. Marple, V. A. A fundamental study of inertial impactors. //Ph D thesis, Faculty of the Graduate School, University of Minnesota, Ann Arbor, Michigan, 1970.

85. Kwon S.B., Kim M.C., Lee K.W. Effects of jet configuration on the performance of multi-nozzle impactors.//Journal of Aerosol Science, 2002, Vol.33, Iss.6, p. 859.

86. P J. Roache Computational Fluid Dynamics // Hermosa, Albuquerque, NM. 1976

87. FLUENT 6, Fluent USA Inc., Lebanon, New Hampshire (2002).

88. STAR-CD V3.150, CD adapco Group, New York (2003).

89. CFX-4.3, CFX-4.4 & CFX-5.6, ANSYS Canada Ltd., Waterloo, Ontario, Canada (2003).

90. В. А. Кирш Инерционные осаждение аэрозольных частиц на волокнистых фильтрах // Коллоидный журн., 2004,Том 66, №. 5, с. 547552.

91. В. А. Кирш Гидродинамическое сопротивление трехмерных модельных волокнистых фильтров// Коллоидный журн., 2006, Том. 68, №. 3,с. 261-266.

92. A. Koponen, D. Kandhai, Е. Hellen, М. Alava, A. Hoekstra, М. Kataja, К. Niskanen, P. Sloot, and J.Timonenl Permeability of Three-Dimensional Random Fiber Webs// Physical Review Letters vol. 80, №4,1998.

93. A.E. Hamielec, J. D. Raal Numerical Studies of Viscous Flow around Circular Cylinders// The Physics of Fluids Vol. 12, №1, 1969.

94. R.W. Davis, E.F. Moore and L.P. Purtell A numerical-experimental study of confined flow around rectangular cylinders// The Physics of Fluids Vol. 27, №1, 1984 p.46-59

95. R.W. Devis and E.F. Moore Journal Fluid Mech. 116. 475 (1982)

96. S. Chen, C. S. Cheung, С. K. Chan, C. Zhu Numerical simulation of aerosol collection in filters with staggered parallel rectangular fibres // Computational Mechanics 28 (2002), 152-161.

97. D. L. Koch and A. J. C. Ladd Moderate Reynolds number flows through periodic and random arrays of aligned cylinders//Journal Fluid Mech. 1997,vol. 349, pp. 31-66

98. Wolf-Gladrow D. A. Lattice-gas cellular automata and Lattice-Boltzmann models. Springer, 2000.

99. Tronville P., Rivers D. R., Bin Z. Particle capture by air filter media having truncated log-normal fiber diameter distributions and random spacing of fibers// 10-th World Filtration Congress (2008), Vol. Ill, p. 132-13 6.

100. Tronville P., Rivers D. R., Bin Z. Improved CFD modeling of fibrous media for air cleaning applications// 10-th World Filtration Congress (2008), Vol. Ill, p.448-452.

101. C.H. Huang, C.J. Tsai, T.S. Shih Particle collection efficiency of an inertial impactor with porous metal substrates// Aerosol Science 32 (2001). p. 1035-1044.

102. V. V. Sethuramanl and A. J. Hickey Evaluation of Preseparator Performance for the 8-Stage Nonviable Andersen Impactor// AAPS PharmSciTech 2001; 2 (1) article 4.

103. Tamada, K. The Steady Two-Dimensional Flow of Viscous Fluid at Low Reynolds Numbers Passing Through an Infinite Row of Equal Parallel Circular Cylinders / K. Tamada, H. Fujikawa // Quart. J. Mech. and Applied Math., 1957, Vol. 10, 4, pp. 425 432.

104. Ландау. Л.Д., Лифшиц E.M. Гидродинамика M.: Наука, 1988, С.152.

105. Patankar S.V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Taylor and Francis, 1980.

106. P.J. Roache Computational Fluid Dynamics // Hermosa, Albuquerque, NM. 1976, 618 p.

107. Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows. //Сотр. Meth. in Appl. Mech. and Eng. №3,1974, p.269.

108. Miyagi, Т., J. Phys. Soc. Jpn., 1958, vol. 13, 5, p. 493.

109. Kwon S.B., Kim M.C., Lee K.W. Effects of jet configuration on the performance of multi-nozzle impactors.//Journal of Aerosol Science, 2002, Vol.33, Iss.6, p. 859.

110. Kirsch A.A., Stechkina I.B. // J. Aerosol. Sci. 1977. V. 8. No. 5. p.301.

111. Кузин B.B., Мартынов П.Н., Ягодкин И.В. Разработка комбинированных фильтровальных установок для вентиляционных систем АЭС нового поколения. М.: ЦНИИАтоминформ. 2002. Вып. 2(5).

112. Колмогоров А.Н. О логарифмически-нормальном законе распределения размеров частиц при дроблении.// Доклады АН СССР, 1941, Т.31, №2, с.99.

113. Ergun S., Orning А.А. Chem. Eng. Progr., 1952,V. 48.

114. Sridhar Hari. Computational Fluid Dynamics (CFD) Simulations of dilute fluid-particle flows in aerosol concentrator.//Ph D. B.E. Annamalai University, M.S. Texas A&M University.2003.

115. Ландау. Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика М.: Наука, 1988. с. 152.

116. Будыка А.К., Припачкин Д.А., Цовьянов А.Г. Моделирование и экспериментальное исследование осаждения аэрозольных частиц в персональном импакторе// АНРИ- 2009, № 3, с.27-37.

117. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). СП 2.6.1.252309. Минздрав России, 2009, -73 с.

118. Fuchs, N. A. Evaporation and Droplet Growth in Gaseous Media. //Oxford: Pergamon Press. 1959.

119. Hinds, W. C. Aerosol Technology, 2nd Ed. //New York: John Wiley & Sons. 1999.

120. ICRP Publication 68. Dose coefficients for intakes of radionuclides by workers. //Annals of the ICRP, v.24, № 4, 1994.

121. Огородников Б.И. Дисперсность радиоактивных аэрозолей на рабочих местах.// Атомная техника за рубежом, №11, 2000.

122. Dorrian M.-D., Bailey M.R. Particle size distributions of radioactive aerosols in workplaces./ZRadiat. Prot. Dosimetry, 1995, V.60, №2, P.l 19-133.