纳米颗粒物在空气中的阻力特性研究

• 作者: 刘志宇 夏国栋 戚朋飞 梁深 焦可歆 王军 罗爽
• 来源期刊: 中国科技论文
• 学科: 物理学
• 关键词: 纳米颗粒 阻力 空气 气体动力学
• 年，卷（期）: 2015,（17）
• 页码范围: 2083-2089
• 页数: 7页
• 分类号: O355
• 字数: 6520字
• 语种: 中文

摘要

对于空气中的纳米颗粒，其动力学行为属于自由分子区，并且在阻力计算中需要考虑气体分子与颗粒之间的范德瓦尔斯力。基于气体动力学理论推导得到了纳米颗粒在二元混合气体中所受阻力的计算式。在此基础上，分析了纳米颗粒在空气中所受阻力与空气温度、颗粒粒径、颗粒物质种类等因素的依赖关系。研究发现：纳米颗粒所受空气阻力随温度升高而减小；在颗粒粒径小于30 nm 时，范德瓦尔斯力的作用不能忽略，经典的刚体碰撞模型不再成立；由于势参数的不同，对于不同物质种类的颗粒，其阻力差异比较明显。分析结果表明，提出的计算公式与实验结果吻合较好，而采用经典的 Stokes-Cunningham 公式的计算结果比实验结果偏低了20％～40％。