Zur Theorie der akustischen Koagulation

Zusammenfassung

• 1. Es wird eine besonders übersichtliche und leicht auswertbare Formel abgeleitet, die den Grad der Teilnahme eines Schwebeteilchens an der akustischen Schwingung in einer stehenden Schallwelle in Abhängigkeit von Teilchengröße, Schallfrequenz u. a. zu berechnen erlaubt. Aus dieser Formel läßt sich ersehen, daß es für jede Teilchengröße eine bestimmte Frequenz gibt, bis zu der die Teilchen ziemlich vollständig an der Schwingung des Mediums teilnehmen. Anderseits nehmen bei einer bestimmten Frequenz die Teilchen bis zu einem kritischen Radius an der Schwingung teil. Eine Zuordnung zwischen Frequenz (v) und Teilchengröße (r) geschieht für ein bestimmtes Aerosol durch den Ausdruck r² v derart, daß für gleiche Werte dieses Ausdruckes die Teilchen sich gegenüber der Schwingung „ähnlich“ verhalten. Durch die Festlegung eines numerischen Wertes für r² v, der als kritische Größe definiert wurde, läßt sich das verschiedenartige Verhalten der Teilchen des Aerosols gegenüber dem Schallfeld übersichtlich einteilen.

• 2. In einem anisodispersen System, wie es während der akustischen Koagulation immer vorliegt, treten in dem von uns bearbeiteten Frequenzgebiet verschieden große Schwingungsamplituden der Teilchen auf. Hierdurch werden Zusammenstöße zwischen den Teilchen verursacht. Diese Koagulation wird im Anschluß an Wiegner und Tuorila als orthokinetische Koagulation bezeichnet. Der Verlauf der kinetischen Koagulation im Schallfeld ließ sich unter vereinfachenden Annahmen berechnen. An einem Zahlenbeispiel wird gezeigt, daß sie besonders bei hohen Aerosolkonzentrationen von maßgeblicher Größe ist.

• 3. Als weitere aggregierende Ursache wurden die hydrodynamischen Kräfte zwischen den Teilchen untersucht; ihr Einfluß ist besonders bei hohen Ultraschallfrequenzen maßgebend, während er bei niederen Frequenzen mehr zurücktritt.

• 4. Im real vorliegenden Fall wirken beide Aggregationsursachen zusammen, doch sind auch sicher andere Faktoren in Betracht zu ziehen, die sich einer näheren Erfassung aber vorläufig noch entziehen.