非球形氣膠粒子的熱泳

計畫名稱:非球形氣膠粒子的熱泳

所屬單位:化工系

研究團隊:膠體與界面實驗室

計畫主持人:葛煥彰

研究人員:張育晨

資源需求:Materials Studio, Gaussian

使用期間:2009/11~

研究主題:
非球形氣膠粒子的熱泳

研究內容概述:
當氣膠粒子周圍之氣體溫度分布不均勻時,氣膠粒子會由高溫處往低溫處移動,此種現象稱為熱泳運動。熱泳效應可藉由氣體動力論加以解釋,由於氣體分子在高溫處比低溫處有較高的動能與粒子碰撞,因此促使粒子由高溫處向低溫處運動。由氣膠粒子熱泳運動產生的沉積現象,在工業上有許多應用。例如藉由熱泳運動可有效地移除或收集氣體中的粒子,而使空氣淨化或做為氣膠粒子的取樣之用。而在過去,關於氣膠粒子熱泳運動的理論研究,幾乎皆僅針對球形粒子。 然而,大部分的氣膠粒子並非球形,因此很有必要對於非球形氣膠粒子之熱泳運動進行探討。非球形粒子之熱泳與球形粒子的差異,主要在於必須考慮粒子與外加溫度梯度的相對方向,亦即通常非球形氣膠粒子之熱泳可動度不再具有等方向性,且熱泳速度與溫度梯度不再同向。最近,一表面不具有內外溫度躍差與摩擦滑移等效應之橢球形氣膠粒子的熱泳速度,已被分析求得。可是,完整包括粒子表面之內外溫度躍差、熱滑移、與摩擦滑移等效應的非球形氣膠粒子之熱泳運動則尚未能有學者進行解析探討。因此,我們將嘗試對於非球形氣膠粒子於一均勻外加溫度梯度中之熱泳運動進行綜合性的理論分析。所考慮的粒子形狀包括近球形、狹長形、橢球形等,而粒子表面之內外溫度躍差、熱滑移、與摩擦滑移等效應皆可被允許。本計畫主要目的是為求得這些非球形氣膠粒子的熱泳速度,並比較其與球形粒子相關結果的差異。

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