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雾滴的碰并过程及其影响

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:碰并是指粒子之间由于相对运动而发生碰撞合并形成较大粒子的过程。就雨滴对雾滴的碰并而言,重力碰并是最主要的碰并过程。在重力作用下,雨滴比雾滴的下落速度快,雨滴可能追上并捕获一部分位于其下落路径上的雾滴,将实际碰撞数与雨滴所扫过的几何截面内全部可能的碰撞数之比称为碰撞效率。显然,雨滴对雾滴的碰并增长过程既决定于碰撞效率,也决定于合并效率,将碰撞效率和合并效率的乘积称为碰并效率。

雾滴的碰并过程及其影响

碰并是指粒子之间由于相对运动而发生碰撞合并形成较大粒子的过程。一般情况下,由于雾滴之间的相对运动速度很小,它们发生碰并的机会并不大,但水雾中发生雾雨自动转换过程之后,在坝下游空间中出现雨滴,这些雨滴可以捕获其运动路径上的雾滴而长大,雾滴被合并而浓度减小。按其作用力的不同,碰并可分为重力碰并、湍流碰并和电碰并[8]。就雨滴对雾滴的碰并而言,重力碰并是最主要的碰并过程。

在重力作用下,雨滴比雾滴的下落速度快,雨滴可能追上并捕获一部分位于其下落路径上的雾滴,将实际碰撞数与雨滴所扫过的几何截面内全部可能的碰撞数之比称为碰撞效率。雨滴和雾滴碰撞后会发生三种情况[9]:“碰并”、“弹开”和“破碎”。可见雨滴和雾滴碰撞后不一定全部合并,将合并的个数与碰撞的个数之比称为合并效率。显然,雨滴对雾滴的碰并增长过程既决定于碰撞效率,也决定于合并效率,将碰撞效率和合并效率的乘积称为碰并效率。

在只考虑重力碰并的情况下,单位质量空气中雨滴碰并增长率[8]可以用下式来表示:(www.xing528.com)

式中:Erc为雨滴对雾滴的碰并效率,取Erc=0.9;ρ为湿空气的密度;qc为单位质量空气中水雾的质量,kg/kg;qr为单位质量空气中雨滴的质量,kg/kg。

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