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單一氣泡破裂氣膠排放之特性探討
| 题名： | 單一氣泡破裂氣膠排放之特性探討 |
| 正文语种： | 中文 |
| 作者： | 柯威任 黃盛修 林志威 陳志傑 |
| 作者单位： | 台灣大學職業醫學與工業衛生研究所,台北市10055 |
| 关键词： | 污水處理 單一氣泡破裂 液滴 溶液特性 |
| 摘要： | 氣泡破裂為液體中非揮發性有害物質得以逸散至環境中重要的機制.雖然過去有許多相關研究,但都以連續且大量產生氣泡的方式進行,而本研究為了能夠清楚地界定氣泡直徑、表面張力等參數對微粒逸散的影響,因此,以單一氣泡為基礎,探討不同條件下,氣泡薄膜破裂後所產生的微粒分布特性,以做為逸散控制方法設計的依據.實驗中,主要探討之實驗變項包括氣泡直徑、氣泡維持時間系統內氣體流速的變化與溶液表面張力.研究中使用自製的氣泡產生器,以每次產生一顆氣泡的方式並讓氣泡靜置於液面,待氣泡自然破裂後,引進乾淨氣流將液滴乾燥成微粒,並同時將微粒帶至系統下游進行微粒特性之分析.微粒特性之測量則利用氣動粒徑分析儀以及微粒凝結核計數器分別量測0.5～20 μtm微粒之粒徑濃度分布,以及小於1 μm微粒之總微粒數,此外,也使用高速攝影機拍攝氣泡破裂的過程,並以膜破裂儀量測氣泡膜壁厚度的變化.研究結果顯示,單一氣泡直徑越大,逸散微粒粒徑分布越大,且數量越多,而根據CPC與APS量測微粒總數的比值判斷,氣泡膜厚破裂所逸散的微粒分布在微米與次微米各有一個峰值,分別為主粒徑(Main droplets)與伴隨粒徑(Satellite droplets)所構成,而過去所謂的噴射液滴(Jet droplets)與子嗣氣泡(Daughter bubble)對於逸散微粒並無明顯貢獻；氣泡自然破裂時的厚度隨氣泡直徑以及表面張力的增加而增加,當任一尺寸氣泡的壽命超過—臨界值時,破裂時所產生的微粒總數會有顯著的增加.其次,系統內的氣體流率越大,則氣泡越早破裂,且當破裂的時間點小於前述的臨界值時,逸散微粒的數目便顯著下：在直徑1.00 cm的氣泡隨流速從16至20 cm/sec之間,數目中位粒徑與微粒總數皆約為2 m與1000 #/bubble,但上升至35 cm/sec,數目中位粒徑與微粒總數則下降至1.68 m與313 #/bubble.依據本研究結果,若能控制氣泡破裂時的膜厚、釋放較小直徑的氣泡與提高溶液表面張力,便能控制微粒的產生；因此,從工程控制的角度,在相同體積的氣泡下,氣泡直徑越小,微粒逸散的總質量與總顆粒數便能有效降低；最後,提高溶液表面張力亦可有效降低微粒逸散至環境的能力. |
| 会议日期： | 20150916 |
| 会议举办地点： | 杭州 |
| 会议名称： | 中国环境科学学会室内环境与健康分会第七届学术年会暨2015两岸三地室内环境与健康研讨会 |
| 出版日期： | 2015-09-16 |
| 母体文献： | 中国环境科学学会室内环境与健康分会第七届学术年会暨2015两岸三地室内环境与健康研讨会论文集 |
| 分类号： | TG1 TH1 |
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