Előző
A levegőt szennyező szilárd részecskéket általában poroknak nevezünk. A porok méretük, alakjuk, kémiai összetételük és fizikai tulajdonságaik alapján igen sokfélék lehetnek. A por fogalmának meghatározására is sokféle definíció létezik.
Az egyik lehetséges definíció szerint a por olyan szilárd halmazállapotú részecskékből és gázból /levegőből/ álló heterogén diszperz rendszer, amelyben a részecskék mérete széles határok között változik.
Porleválasztás szempontjából a por meghatározására a következő definíció terjedt el: a por apró, tetszőleges alakú és sűrűségű szilárd részecskékből álló diszpergált anyag, amely elsősorban gázfázisú diszperziós közeggel egy kétfázisú diszperz rendszert alkot. Porszemcsének azok a részecskék tekinthetők, amelyek 101 325 Pa nyomáson és 20 °C hőmérsékleten egy rövid felgyorsulási szakasz után közel állandó, 300 cm/s-nál nem nagyobb sebességgel ülepednek, és legnagyobb vetületi méretük 2000 µm-nél kisebb.
A porok eredetük szerint természetes forrásokból (talaj mállása, erdőtüzek, vulkánkitörések stb.) származhatnak illetve emberi tevékenység eredményeként kerülhetnek a légtérbe. Az atmoszférába található részecskék mérete 0,005–500 µm tartományba esik. Az e tartományba eső porrészecskéket a 2.2. ábra mutatja be, a különböző méretű szemcsék gyakoriságát pedig a 2.3. ábra szemlélteti.
A 2 µm-nél nagyobb átmérőjű részecskék a durva frakciót alkotják. Ezek általában mechanikai folyamatok eredményeként keletkeznek, származhatnak antropogén és természetes forrásból is.
A mesterséges, antropogén forrásból származó porok döntően nyers-és félkész anyagok kezeléséből erednek. Őrléskor, aprításkor jelentős mennyiségű por keletkezik. Ugyancsak antropogén eredetűek a kopásokból és megmunkálásokból eredő porok is. Ezek legtöbbször igen finom szemcsézetűek. A csiszoláskor keletkező porok egészségkárosító hatása közismert.
A 2 µm-nél kisebb részecskék a finom részecskék. Ebben a tartományban a nukleációs és akkumulációs zónát különíthetjük el. A nukleációs tartományban a részecskék, amelyek mérete 0,005–0,1 µm között változik, gőzök kondenzációjával vagy gázok szilárd részecskéket eredményező kémiai reakciójával keletkeznek, ezért kondenzációs aeroszóloknak is nevezik őket. A 0,1 µm-nél kisebb részecskék a levegőből nem ülepednek ki. Ennek magyarázatára ad felvilágosítást a 2.4. ábra. A 0,1 µm átmérőnél kisebb méretű részecskék, amelyek mérete már gyakorlatilag összemérhető a gázmolekulák szabad úthosszával, a levegőben állandó mozgásban vannak. E diffúziós mozgás alapja az, hogy a gázmolekulák termikus mozgásuk során állandóan ütköznek a kisméretű szilárd részecskékkel. Az ütküzés következtében a kisméretű részecskék ide-oda irányuló rendezetlen, azaz diffúziós mozgást végeznek.
Mint a 2.4. ábrából is látható, a 0,1 µm alatti szemcsék diffúziós mozgásának sebessége nagyobb, mint az ülepedési sebesség, ezért a levegőből nem ülepíthetők ki. Az akkumulációs zónába azok a részecskék tartoznak, amelyek a nukleációs tartományba eső részecskék összetapadása, agglomerizácója alapján keletkeztek.
A szilárd részecskék alakja a legkülönbözőbb lehet. Az osztályozás során általában három alakfajtát különböztetünk meg:
-
izometrikus részecskék: a részecskék mérete mindhárom egymásra merőleges térbeli irányban megközelítően azonos,
-
lapos, lamináris részecskék: két méret lényegesen nagyobb a harmadiknál, lemezek, lamellák, pikkelyek stb.,
-
szálas, fibrilláris részecskék: ezek egy irányban erősen megnyúltak, szálak, pálcikák, tűk stb.
A porleválasztási technikában a por mozgását leíró összefüggésekben az egyszerűbb kezelhetőség érdekében gömbátmérőt alkalmaznak, jóllehet tökéletesen gömbalakú részecskék a legritkább esetben fordulnak elő. A nehézségek áthidalására vezették be a különböző egyenértékű gömbátmérő fogalmát és az alaki tényezőket. A leggyakrabban használt ekvivalens átmérő:
-
szitálás szerinti ekvivalens átmérő, dsz: ahol
d sz = d 1 ⋅ d 2 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaacaWGKbWaaSbaaSqaaiaadohacaWG6baabeaakiabg2da9maakaaabaGaamizamaaBaaaleaacaaIXaaabeaakiabgwSixlaadsgadaWgaaWcbaGaaGOmaaqabaaabeaaaaa@4049@
az adott nyílású szitán áteső, d2 az adott nyílású szitán fennmaradó részecske átmérője,
-
térfogat szerinti egyenértékű átmérő, dv: a részecskével megegyező sűrűségű azon gömb átmérője, amelynek a részecskével azonos térfogata van,
-
terület szerinti egyenértékű átmérő, dA: a részecskével megegyező sűrűségű azon gömb átmérője, amelynek keresztmetszeti területe megegyezik a vizsgált részecske áramlási irányára merőleges vetületének területével,
-
ülepedés szerinti ekvivalens átmérő, de: a részecskével megegyező sűrűségű azon gömb átmérője, amelynek ülepedési sebessége megegyezik a vizsgált szemcse ülepedési sebességével. A porleválasztási gyakorlatban szinte kizárólagosan ezt az átmérőt használják a szilárd szemcsék méretének jellemzésére,
-
formafaktor, alaki tényező:
Φ= f F MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaaiiGacqWFMoGrcqGH9aqpdaWcaaqaaiaadAgaaeaacaWGgbaaaaaa@3A74@
, ahol f a vizsgált szemcse valóságos felülete, F a részecskével azonos térfogatú gömb felülete. Gömb esetén φ = 1, nem gömb alaknál Φ //>// 1. Néha használják a szférikus faktort vagy szféricitást, ψ-t , amely az alaki tényező reciproka:
Ψ= F f MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaaiiGacqWFOoqwcqGH9aqpdaWcaaqaaiaadAeaaeaacaWGMbaaaaaa@3A89@
Előző