Авторами представлены результаты исследований временных характеристик начальных этапов диффузии аэрозолей в турбулентных потоках в каналах вентиляционных систем. Поведение дискретной сферической частицы в однородном турбулентном потоке описано уравнением Бассе. В качестве характеристик турбулентного движения рассмотрены коэффициенты временной Лагранжевой корреляции и Лагранжевы функции энергетического спектра. Для выполнения количественных оценок коэффициент временной Лагранжевой корреляции основного потока представлен в виде приближенной экспоненциальной зависимости. Показано, что процесс диффузии аэрозолей носит сложный характер и условно разделяется на три периода: индукционный период, при котором происходит разгон частиц стоксовыми силами от нулевой скорости до скорости основного потока, а диффузионный процесс в этот период практически отсутствует; переходной период, при котором диффузионный процесс происходит при переменном коэффициенте диффузии; а также диффузионный процесс аэрозольных частиц при постоянном коэффициенте диффузии, который можно исследовать известными методами. В статье выполнена оценка длительности индукционного и переходного периодов диффузионного процесса. Получено выражением для приближенного определения коэффициента диффузии аэрозольных частиц. Поскольку процесс диффузии аэрозольных частиц носит достаточно сложный характер, то при организации контроля характеристик аэрозольных выбросов, в частности, их концентрации, следует учитывать, как длину пути выравнивания концентрации, так и длину, проходимую частицами во время начальных этапов: индукционного и переходного периода. В случае, когда длина канала относительно невелика или средства контроля концентрации установлены на недостаточно большом расстоянии от источника выбросов, результаты контроля должны быть скорректированы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке и организации систем контроля характеристик газовоздушных выбросов вентиляционных систем промышленных предприятий.
The authors present the results of studies of the time characteristics for the initial stages of aerosols diffusion in turbulent flows in ventilation system channels. The behavior of a discrete spherical particle in a uniform turbulent flow is described by the Basset equation. As the characteristics of turbulent motion, the coefficients of the time Lagrangian correlation and Lagrangian functions of the energy spectrum are considered. To carry out quantitative estimates, the coefficient of the temporal Lagrangian correlation of the main flow is represented as an approximate exponential dependence. It is shown that the process of diffusion of aerosols is of a complex nature and conditionally divided into three periods: the induction period at which the particles are dispersed by Stokes forces from zero velocity to the main flow velocity, and the diffusion process is practically absent in this period; transition period at which the diffusion process occurs at a variable diffusion coefficient; as well as the diffusion process of aerosol particles with a constant diffusion coefficient, which can be investigated by known methods. The article estimates the duration of the induction and transition periods of the diffusion process is estimated. It is obtained by an expression for the approximate determination of the diffusion coefficient of aerosol particles. Since the process of diffusion of aerosol particles is quite complex, when organizing the control of the characteristics of aerosol emissions, in particular, their concentration, one should take into account both the length of the concentration equalization path and the length traveled by the particles during the initial stages: induction and ttransition period. In the case where the length of the channel is relatively small or the concentration control means are installed at a sufficiently short distance from the source of emissions, the results of the control should be corrected. The obtained results can be used in the development and organization of systems for monitoring the characteristics of gas-air emissions from ventilation systems of industrial enterprises.