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首页> 外文期刊>The journal of physical chemistry, A. Molecules, spectroscopy, kinetics, environment, & general theory >A computational fluid dynamics approach to nucleation in the water-sulfuric acid system
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A computational fluid dynamics approach to nucleation in the water-sulfuric acid system

机译：水-硫酸系统中成核的计算流体动力学方法

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This study presents a computational fluid dynamics modeling approach to investigate the nucleation in the water-sulfuric acid system in a flow tube. On the basis of an existing experimental setup (Brus, D.; Hyv?rinen, A.-P.; Viisanen, Y.; Kulmala, M.; Lihavainen, H. Atmos. Chem. Phys. 2010, 10, 2631-2641), we first establish the effect of convection on the flow profile. We then proceed to simulate nucleation for relative humidities of 10, 30, and 50% and for sulfuric acid concentration between 10~9 to 3 × 10 ~(10) cm~(-3). We describe the nucleation zone in detail and determine how flow rate and relative humidity affect its characteristics. Experimental nucleation rates are compared to rates gained from classical binary and kinetic nucleation theory as well as cluster activation theory. For low RH values, kinetic theory yields the best agreement with experimental results while binary nucleation best reproduces the experimental nucleation behavior at 50% relative humidity. Particle growth is modeled for an example case at 50% relative humidity. The final simulated diameter is very close to the experimental result.
机译：这项研究提出了一种计算流体动力学建模方法，以研究流量管中水-硫酸系统中的成核现象。基于现有的实验装置（Brus，D .; Hyv？rinen，A.-P .; Viisanen，Y .; Kulmala，M .; Lihavainen，H.Atmos.Chem.Phys.2010，10，2631- 2641），我们首先确定对流对流量分布的影响。然后，我们针对10％，30％和50％的相对湿度以及10〜9至3×10〜（10）cm〜（-3）之间的硫酸浓度模拟成核。我们将详细描述成核区，并确定流速和相对湿度如何影响其特性。将实验成核速率与从经典二元和动力学成核理论以及簇激活理论获得的速率进行比较。对于低RH值，动力学理论得出的结果与实验结果最为吻合，而二元成核法则最能再现相对湿度为50％时的实验成核行为。对于在50％相对湿度下的示例情况，对颗粒生长进行了建模。最终的模拟直径非常接近实验结果。

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