粒子与介质条件
暂停时,移动滑块即可立即更新结果。
从左侧流入的粒子沿管道运动,通过惯性碰撞(橙色)、重力沉降(蓝色)和布朗扩散(绿色)沉积到管壁。下方进度条显示流入粒子的累计沉积率。改变粒径 d 可切换主导沉积机制。
粒径 0.01~100 μm 的总沉积效率。微粒以扩散为主,大粒子以碰撞和沉降为主,中间粒径(约 0.2~0.5 μm)处出现最低值(最易穿透粒径 MPPS)。● 表示当前设置。
Stokes 沉降速度(Cunningham修正):
\(v_s = \dfrac{d^2(\rho_p - \rho_f)g}{18\mu} \cdot C_c\) — 终端沉降速度 [m/s]
Cunningham 修正系数(Knudsen数 \(Kn = 2\lambda/d\)):
\(C_c = 1 + Kn\left(1.257 + 0.4\,e^{-1.1/Kn}\right)\) — 滑移流修正(\(d\lesssim1\,\mu\)m 时有效)
Stokes-Einstein 扩散系数、弛豫时间与Stokes数:
\(D = \dfrac{k_B T C_c}{3\pi\mu d},\quad \tau = \dfrac{\rho_p d^2 C_c}{18\mu},\quad Stk = \dfrac{\tau U}{R}\)
通过各机制沉积效率的概率合成,计算总沉积率:
\(\eta_\text{tot} = 1-(1-\eta_\text{imp})(1-\eta_\text{sed})(1-\eta_\text{dif})\) — \(\eta_\text{imp}=\frac{Stk}{Stk+0.4}\), \(\eta_\text{sed}=1-e^{-4v_sL/\pi U R}\), \(\eta_\text{dif}=1-e^{-4\sqrt{\Delta/\pi}}\), \(\Delta=DL/UR^2\)