Алгоритм определения среднего объёмно-поверхностного диаметра на основе ослабления лазерного излучения на трёх длинах волн

Е. И.  Веденин; С. В.  Половченко; И. А.  Сарычев; Ю. В.  Чербачи

Авторы

Е. И. Веденин Новороссийский политехнический институт (филиал) Кубанского государственного технологического университета
С. В. Половченко Новороссийский политехнический институт (филиал) Кубанского государственного технологического университета
И. А. Сарычев Новороссийский политехнический институт (филиал) Кубанского государственного технологического университета
Ю. В. Чербачи Новороссийский филиал БГТУ им. В. Г. Шухова

Ключевые слова:

аэрозольные частицы, цемент, многоволновое лазерное зондирование, метод спектральной прозрачности, теория Ми, лазерное излучение, длина волны

Аннотация

Воздушные потоки частиц в цементном производстве характеризуются определённым набором параметров, многие из которых взаимосвязаны. Поэтому представляет интерес создание алгоритма обработки результатов многоволнового лазерного зондирования аэрозольных потоков методами спектральной прозрачности на нескольких длинах волн. В рамках теории Ми развит новый подход к решению обратных задач для многоволнового лазерного зондирования полидисперсных аэрозольных потоков с размерами частиц от 0,1 до 5 мкм, позволяющий определять средний объёмно-поверхностный диаметр частиц по сигналам ослабления на трёх длинах волн. А по экспериментально установленной зависимости среднего геометрического размера частиц и среднего геометрического отклонения логарифмически-нормального распределения от среднего объёмно-поверхностного диаметра можно восстанавливать функцию распределения частиц по размерам.

Библиографические ссылки

Грин Х., Лейн В. Аэрозоли – пыли, дымы и туманы – Л.: Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1969 – 428 с.

Справочник по пыле- и золоулавливанию./ Под ред. Русанова А. А. М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

Уорк К., Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль. - М.: Мир, 1980 – 370 с.

Тимашев В. В., Цернес Р. Я. Зависимость прочности сепарированных цементов от их дисперсности// Цемент – 1972. № 2. – С. 1516.

Алиев Г. М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов. – М.: Металлургия, 1986. 544 с.

Лапшин А. Б. Технология обеспыливания в производстве цемента. – Новороссийск.: Стромэкология, 1995. 150 с.

Веденин Е. И., Половченко С. В., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Изменение функции распределения частиц по размерам при различных режимах работы пылеулавливающего оборудования // Безопасность в техносфере. 2016. № 1(58). С. 4147.

Привалов В. Е., Чербачи Ю. В., Шеманин В. Г. Влияние пропускания атмосферы на точность лидарного измерения мощности рассеяния Ми частицами аэрозоля. //Измерительная техника. 2022. № 1. С. 3034.

Каунов В. С., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Компьютерное моделирование трансформации спектров размеров частиц в промышленных выбросах с учётом динамики влияющих параметров // Известия высших учебных заведений. Физика. 2015. Т. 58. № 11-2. С. 2630.

Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами – М.: Мир, 1986. – 664 с.

Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир. 1987. 550 с.

Половченко С. В. Привалов В. Е., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Восстановление функции распределения частиц по размерам на основе данных многоволнового лазерного зондирования. // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 5. С. 4349.

Privalov V. E. Dyachenko V. V., Shemanin V. G. Laser ranging of the atmospheric aerosol and determination of its disperse composition // IEEE Xplore Digital Library, 2019. 3 p. doi: 10.1109/EEx Polytech.2019.8906882.

Половченко С. В., Сарычев И. А., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Экспериментальные исследования функции распределения частиц по размерам в полидисперсных аэрозольных потоках методами лазерного зондирования: монография ISBN 978-5-94215-535-3.– Краснодар .:Изд- во Экоинвест, 2020. – 137 с.

Половченко С. В., Роговский В. В., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Лазерная диагностика релаксационных аэродисперсных потоков. // Научно-технический вестник Поволжья. 2013. № 2. С. 41-43.

Дьяченко В. В., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Лазерный мониторинг атмосферного воздуха и техногенных аэродисперсных потоков. // Электронный сетевой политематический журнал "Научные труды КубГТУ". 2017. № 7. С. 539547.

Дьяченко В. В., Шеманин В. Г. Лазерные системы в экологическом мониторинге окружающей среды и контроле технологической деятельности предприятий. //Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 10. С. 36–42.

Архипов В. А. Лазерные методы диагностики гетерогенных потоков. – Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1987. – 140 с.

Пришивалко А. П., Науменко Е. К. Рассеяние света сферическими частицами и полидисперсными средами. // Препринт ИФ АН БССР. Ч. 1 Минск, 1972. 61 с.

Половченко С. В., Чартий П. В. Исследование релаксационных аэродисперсных потоков интегральными методами лазерного зондирования. // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-8. С. 17171722.

Архипов В. А., Ахмадеев И. Р., Бондарчук С. С., Ворожцов Б. И., Павленко А. А., Потапов М. Г. Модифицированный метод спектральной прозрачности измерения дисперсности аэрозолей. // Оптика атмосферы и океана. 2007. Т. 20. № 1. С. 4852.

Половченко С. В., Чартий П. В. Восстановление функции распределения частиц по размерам с использованием методов лазерного зондирования. //Безопасность в техносфер.2014. Т. 3. № 6. С. 3742.

Чукардин В. Е., Чартий П. В. Стенд для моделирования промышленного пылегазового потока. // Безопасность жизнедеятельности. 2003. № 9. С. 50.

Privalov V. E., Charty P. V., Shemanin V. G. Polydisperse aerosol in air flow Mi scattering indicatrix experimental studies. // В сборнике: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. Lasers for Measurements and Information Transfer 2004. Сер. "Lasers for Measurements and Information Transfer 2004" sponsors: SPIE Russia Chapter; editors: V. E. Privalov, Baltic State Technical University, Russian Federation. St. Petersburg, 2004. С. 242250.

Privalov V. E., Charty P. V., Shemanin V. G. Optical properties of polydisperse aerosol in air flows at their pulse generation studies. // В сборнике: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. Lasers for Measurements and Information Transfer 2004. Сер. "Lasers for Measurements and Information Transfer 2004" sponsors: SPIE Russia Chapter; editors: V. E. Privalov, Baltic State Technical University, Russian Federation. St. Petersburg, 2004. С. 251259.

Привалов В. Е., Половченко С. В., Чартий П. В. Экспериментальное зондирование промышленных аэродисперсных потоков. // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2014. № 4 (206). С. 6473.

Веденин Е. И., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Численное моделирование аэрозольных потоков с помощью лазерного сенсора. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2015. Т. 58. № 11-2. С. 1014.

Веденин Е. И., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Устройство для контроля параметров аэрозольных потоков. Патент РФ на полезную модель № 159104 G01N15/02. 2016. Бюл.№ 3.

Веденин Е. И., Чартий П. В., Шеманин В. Г. Лазерная система предупреждения аварийных выбросов индустриальных аэрозолей в атмосферу. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 8-3. С. 278-280.