Deposition of a Polydisperse Aerosol in a Narrow Closed Tube in Resonance Oscillation Mode

D. A. Gubaidullin; Губайдуллин Д. А.; R. G. Zaripov; Зарипов Р. Г.; L. A. Tkachenko; Ткаченко Л. А.; L. R. Shaidullin; Шайдуллин Л. Р.; S. A. Fadeev; Фадеев С. А.

doi:10.31857/S0040364423060078

Deposition of a Polydisperse Aerosol in a Narrow Closed Tube in Resonance Oscillation Mode

Authors: Gubaidullin D.A.¹, Zaripov R.G.¹, Tkachenko L.A.¹, Shaidullin L.R.¹, Fadeev S.A.¹
Affiliations:
1. Institute of Mechanics and Mechanical Engineering, Federal Research Center Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 61, No 6 (2023)
Pages: 953-956
Section: Short Communications
URL: https://ruspoj.com/0040-3644/article/view/653061
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423060078
ID: 653061

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

Nonlinear oscillations of a gas and deposition of tobacco smoke at resonance in a narrow closed tube were experimentally studied. The resulting oscillograms show asymmetry of the leading and trailing edges of the pressure wave. With an increase in piston oscillation amplitude, an increase in the sound pressure level of the gas was revealed to 163 dB at a maximum studied excitation amplitude of 0.3 mm. The deposition of tobacco smoke particles in resonance oscillation mode with an excitation amplitude of 0.3 mm occurs 24 times faster compared to natural deposition.

References

Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. Т. 1. 464 с.
Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е. Нелинейная волновая механика и технологии. Волновые и колебательные явления в основе высоких технологий. Изд. 2-е, доп. М.: Ин-т комп. иссл., 2011. 780 с.
Ilgamov M.A., Zaripov R.G., Galiullin R.G., Repin V.B. Nonlinear Oscillations of a Gas in a Tube // Appl. Mech. Rev. 1996. V. 49. № 3. P. 137.
Медников Е.П. Акустическая коагуляция и осаждение аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 263 с.
Davies C.N. Cigarette Smoke: Generation and Properties of the Aerosol // J. Aerosol Sci. 1988. V. 19. № 4. P. 463.
Гуляев A.M., Кузнецов В.М. Коагуляция аэрозолей под действием периодических ударных волн // Акуст. журн. 1962. Т. 8. № 4. С. 473.
Shuster K., Fichman M., Goldshtein A., Gutfinger C. Agglomeration of Submicrometer Particles in Weak Periodic Shock Waves // Phys. Fluids. 2002. V. 14. № 5. P. 1802.
Вараксин А.Ю. Двухфазные потоки с твердыми частицами, каплями и пузырями: проблемы и результаты исследований // ТВТ. 2020. Т. 58. № 4. С. 646.
Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Г., Осипов П.П., Ткаченко Л.А., Шайдуллин Л.Р. Волновая динамика газовзвесей и отдельных частиц при резонансных колебаниях // ТВТ. 2021. Т. 59. № 3. С. 443.
Ran W., Saylor J.R. The Directional Sensitivity of the Acoustic Radiation Force to Particle Diameter // J. Acoust. Soc. Am. 2015. V. 137. № 6. P. 3288.
Merrell T.M., Saylor J.R. Demisting Using an Ultrasonic Standing Wave Field // J. Acoust. Soc. Am. 2017. V. 141. № 1. P. 172.
Qiao Z., Pan X., Liang S. et al. Particulate Aggregation Through a Modulated Annular One-dimensional Acoustic Field at Resonant Frequencies // Particuology. 2021. V. 57. P. 82.
Li K., Wang E., Wang Q. et al. Improving the Removal of Inhalable Particles by Combining Flue Gas Condensation and Acoustic Agglomeration // J. Cleaner Prod. 2020. V. 261. 121270.
Liu J.Z., Zhang G.X., Zhou J.H. et al. Experimental Study of Acoustic Agglomeration of Coal-fired Fly Ash Particles at Low Frequencies // Powder Technology. 2009. V. 193. P. 20.
Zhou D., Luo Z., Jiang J. et al. Experimental Study on Improving the Efficiency of Dust Removers by Using Acoustic Agglomeration as Pretreatment // Powder Technology. 2016. V. 289. P. 52.
Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Г., Ткаченко Л.А., Шайдуллин Л.Р. Экспериментальное исследование коагуляции и осаждения газовзвеси в закрытой трубе при переходе к ударно-волновому режиму // ТВТ. 2017. Т. 55. № 3. С. 484.
Gubaidullin D.A., Zaripov R.G., Tkachenko L.A., Shaidullin L.R. Deposition of Polydisperse Gas Suspensions with Nonlinear Resonance Oscillations in a Closed Tube // J. Acoust. Soc. Am. 2019. V. 145. № 1. P. EL30.
Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Г., Ткаченко Л.А., Шайдуллин Л.Р. Динамика табачного дыма при резонансных колебаниях в закрытой трубе // ТВТ. 2019. Т. 57. № 2. С. 312.
Губайдуллин Д.А., Зарипов Р.Г., Ткаченко Л.А. Экспериментальное исследование коагуляции и осаждения аэрозоля в закрытой трубе в безударно-волновом режиме // ТВТ. 2012. Т. 50. № 4. С. 603.
Исакович М. А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. 496 с.
Ниборг В. Акустические течения. Физическая акустика. Т. 2 / Под ред. Мэзон У. М.: Мир, 1969. С. 302.
Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. М.: Наука, 1966. 520 с.
Галиуллин Р.Г., Тимохина Л.А., Филипов С.Е. Акустические течения при резонансных колебаниях газа в цилиндрической трубе // Акуст. журнал. 2001. Т. 47. № 5. С. 611.
Hamilton M.F., Ilinskii Y.A., Zabolotskaya E.A. Thermal Effects on Acoustic Streaming in Standing Waves // J. Acoust. Soc. Am. 2003. V. 114. P. 3092.