Распределение заряда на частицах в зависимости от их размера
Распределение заряда на частицах в зависимости от их размера основано на теоретической модели, вытекающей из теории диффузии для частиц субмикронного диапазона, основанной на приближении Фукса.
На рисунке А.1 показаны кривые, рассчитанные по теории Фукса, где - заряд частицы: - размер частицы.
Рисунок А.1 - Распределение заряда частиц в диапазоне размеров от 1 до 1000 нм
Распределение по размерам частиц, несущих ноль, один или два элементарных заряда, при равновесном заряде, выражают уравнением, выведенным на модели Фукса:
, (А.1)
где размер частицы выражен в нанометрах, значения коэффициента определены с помощью регрессионного анализа методом наименьших квадратов и указаны в таблице А.1.
Таблица А.1 - Коэффициенты для уравнения (А.1)
-2 | -1 | 0 | +1 | +2 | |
0 | -26,332 8 | -2,319 7 | -0,000 3 | -2,348 4 | -44,475 6 |
1 | 35,904 4 | 0,617 5 | -0,101 4 | 0,604 4 | 79,377 2 |
2 | -21,460 8 | 0,620 1 | 0,307 3 | 0,480 0 | -62,890 0 |
3 | 7,086 7 | -0,110 5 | -0,337 2 | 0,001 3 | 26,449 2 |
4 | -1,308 8 | -0,126 0 | 0,102 3 | -0,155 3 | -5,748 0 |
5 | 0,105 1 | 0,029 7 | -0,010 5 | 0,032 0 | 0,504 9 |
Уравнение (А.1) действительно для диапазона размеров частиц:
1 нм1000 нм для (-1; 0,1);
20 нм1000 нм для (-2; 2).
Распределение размеров частиц, несущих три элементарных заряда и более, рассчитывают по формуле
, (А.2)
где - диэлектрическая проницаемость газа (для воздуха, 1,602·10 Ф/м);
- постоянная Больцмана;
- температура газа;
- отношение подвижностей ионов, равное 0,875.