Приложение А (справочное). Средний размер распределения размеров частиц

Приложение А
(справочное)

Средний размер распределения размеров частиц

Под размером частиц в большинстве случаев применения в области контроля загрязнений и выполнения измерений понимается средний размер известного или принятого распределения размеров частиц. Если распределение почти монодисперсное со стандартным геометрическим отклонением  _g менее 1,25, то обычно считают аэрозоль монодисперсным. Получить абсолютный монодисперсный аэрозоль с  _g = 1 практически невозможно. Даже эталонные полистироловые микросферы имеют узкое, но определенное распределение размеров с  _g примерно равным 1,1.

А.1 Показатели распределений размеров

Не смотря на то, что под термином "распределение размеров частиц" понимается распределение частот по размерам, что не всегда так. Распределение размеров может быть описано многими способами. Для распределений размеров частиц, как правило, используют показатели числа или частоты, площадь поверхности или их объем (или массу, если плотность всех частиц одинакова). С функциональной точки зрения эти три показателя могут быть выражены следующим образом:

a) Y _count как или показатель нулевого порядка или распределение частот частиц размером d;

b) Y _surface как или показатель второго порядка или распределение площади поверхности частиц размером d;

c) Y _voluime как или показатель третьего порядка или распределение объемов частиц размером d.

Во всех трех случаях принято, что частицы являются сферическими. В качестве примера ниже приведены три показателя для распределения типичных аэрозолей в наружном воздухе.

X - размер частиц Y - число или частота	X - размер частиц Y - площадь поверхности	X - размер частиц Y - масса или объем
a) Распределение числа частиц	b) Распределение поверхностей	c) Распределения массы или объема

------------------------------

^a Ядра.

^b Накопление.

^c Крупные частицы.

^d Преобразование газа в частицы от ядер к накоплению.

^e Частицы от механических процессов.

^f Осаждение.

------------------------------

Рисунок А.1 - Показатели распределения для типичных распределений по размерам частиц в атмосфере

Все три графика показывают одно и то же распределение размеров частиц в наружном воздухе. Распределение чисел или частот подчеркивает частицы с наименьшими размерами и наибольшим числом, показанных как ядра. Распределение поверхностей подчеркивает частицы средних размеров или накопление, когда для большинства аэрозолей происходит переход от газа к частицам. Считается, что это вызвано влиянием поверхностей и второй показатель соответствует этому случаю. Для больших частиц, число которых меньше, но масса больше, действует третий показатель или распределение масс. Таким образом, распределение частиц по массе характерно для частиц большего размера, чем распределение частиц по размерам. Все три показателя представляют собой одно и то же распределение, но в различной трактовке.

А.2 Смысл размеров частиц при испытаниях

Задание эффективности фильтров при определенном размере частиц является общепринятой практикой, например, MPPS. Но при этом предполагают, что распределение частиц по размерам также известно. Неправильное задание показателей распределения или использование различных параметров, как взаимозаменяемых, может привести к серьезным ошибкам при оценке эффективности фильтра. Например, в США принята практика испытаний HEPA-фильтров с помощью частиц размером 0,3 мкм по стандарту US Military Standard 282. Но 0,3 мкм является средним диаметром аэрозоля по массе согласно этому стандарту. В действительности средний размер по числу частиц этого аэрозоля равен примерно 0,18 мкм. Следовательно, испытания фильтров при большем размере частиц 0,3 мкм приведет к завышению его эффективности или испытания могут рассматриваться как менее жесткие. Такие ошибки возможны, если не учитывать распределение частиц по размерам при испытаниях и концентрировать внимание только на их среднем размере.