Simulación matemática de la influencia del acústico en la eficiencia de la coagulación de PM 2.5
Autores: Khmelev, Vladimir; Shalunov, Andrey; Golykh, Roman
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Simulación matemática de la influencia del acústico en la eficiencia de la coagulación de PM 2.5
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Partículas
Micras
Entornos gaseosos
Enfermedades
Coagulación ultrasónica
Perturbaciones de presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Las partículas de tamaños micro y submicrónicos (PM 2.5 y menores) en entornos gaseosos representan un peligro significativo para la humanidad debido a la aparición de enfermedades específicas y muy peligrosas de los sistemas cardiovascular, respiratorio e inmunológico del cuerpo humano. Tales partículas son las más difíciles de detectar; por lo tanto, sus efectos en la salud humana solo se han descubierto en las últimas décadas. La coagulación ultrasónica clásica por acción sinusoidal resulta ser ineficaz para el PM 2.5 debido a las peculiaridades de los mecanismos físicos de interacción hidrodinámica y ortocinética realizados en medios gaseosos. Este artículo presenta una justificación teórica para elegir formas de aumentar la eficiencia de la coagulación ultrasónica de PM 2.5 mediante la creación de condiciones especiales bajo las cuales se producen perturbaciones no lineales de la velocidad y presión de la fase gaseosa en el campo ultrasónico. Los autores realizaron simulaciones de coagulación ultrasónica bajo perturbaciones no lineales de la velocidad (vórtice) y la presión (ondas de choque), lo que presenta dificultades numéricas debido a la inestabilidad de los métodos existentes. Como resultado del análisis numérico, se demostró la posibilidad de aumentar la tasa de coagulación de partículas en el rango de tamaño submicrónico hasta valores límite (13 veces debido a las perturbaciones de presión no lineales, y un aumento adicional de al menos 2 veces debido a la compactación del aerosol en el campo de vórtice de la velocidad del gas).
Descripción
Las partículas de tamaños micro y submicrónicos (PM 2.5 y menores) en entornos gaseosos representan un peligro significativo para la humanidad debido a la aparición de enfermedades específicas y muy peligrosas de los sistemas cardiovascular, respiratorio e inmunológico del cuerpo humano. Tales partículas son las más difíciles de detectar; por lo tanto, sus efectos en la salud humana solo se han descubierto en las últimas décadas. La coagulación ultrasónica clásica por acción sinusoidal resulta ser ineficaz para el PM 2.5 debido a las peculiaridades de los mecanismos físicos de interacción hidrodinámica y ortocinética realizados en medios gaseosos. Este artículo presenta una justificación teórica para elegir formas de aumentar la eficiencia de la coagulación ultrasónica de PM 2.5 mediante la creación de condiciones especiales bajo las cuales se producen perturbaciones no lineales de la velocidad y presión de la fase gaseosa en el campo ultrasónico. Los autores realizaron simulaciones de coagulación ultrasónica bajo perturbaciones no lineales de la velocidad (vórtice) y la presión (ondas de choque), lo que presenta dificultades numéricas debido a la inestabilidad de los métodos existentes. Como resultado del análisis numérico, se demostró la posibilidad de aumentar la tasa de coagulación de partículas en el rango de tamaño submicrónico hasta valores límite (13 veces debido a las perturbaciones de presión no lineales, y un aumento adicional de al menos 2 veces debido a la compactación del aerosol en el campo de vórtice de la velocidad del gas).