微粒在慣性衝擊器中反彈之研究

Abstract

為了深入了解固體微粒在慣性衝擊器中所產生之反彈現象，本研究利用單階衝擊器以 醫療用的細針將PSL 小珠噴出，並衝擊置於衝擊板上之玻片表面，然後利用顯微鏡觀 察微粒反彈後再附著的情形。本研究並輔以數值分析的方法，對微粒反彈之軌跡與再 附著之情形加以模擬，以了解環狀沈積的成因，並確定微粒反彈臨界速度之範圍。最 後利用數值方法計算出固體微粒反彈對慣性衝擊器收集效率所造成的影響。 在實驗中，觀察微粒反彈後再附著的沈積情形，發現在玻片上微粒反彈後形成內部乾 淨之環狀再附著沈積，環的大小與微粒粒徑的大小，及衝擊速度有關。例如以粒徑 0.993μm之PSL 小球實驗時，當由針噴出之空氣流量為100cc/min ，環形沈積的半徑 為0.165mm ；而流量為200cc/min 時，環的半徑為0.575mm 。 在數值模擬微粒反彈後再附著的結果發現與實驗之結果頗能吻合。此比較之結果意味 著模擬時所使用之微粒反彈速度及臨界速度之計算模式大致正確。另外，對固體微粒 因反彈作用造成收集效率減低之模擬結果發現，因反彈作用造成收集效率幅降低。例 如在微粒粒徑為2.062μm時，收集效率可低於10％以下。