摘要：气泡破裂为液体中非挥发性有害物质得以逸散至环境中重要的机制.虽然过去有许多相关研究,但都以连续且大量产生气泡的方式进行,而本研究为了能够清楚地界定气泡直径、表面张力等参数对微粒逸散的影响,因此,以单一气泡为基础,探讨不同条件下,气泡薄膜破裂后所产生的微粒分布特性,以做为逸散控制方法设计的依据.实验中,主要探讨之实验变项包括气泡直径、气泡维持时间系统内气体流速的变化与溶液表面张力.研究中使用自制的气泡产生器,以每次产生一颗气泡的方式并让气泡静置于液面,待气泡自然破裂后,引进干净气流将液滴干燥成微粒,并同时将微粒带至系统下游进行微粒特性之分析.微粒特性之测量则利用气动粒径分析仪以及微粒凝结核计数器分别量测0.5～20μtm微粒之粒径浓度分布,以及小于1μm微粒之总微粒数,此外,也使用高速摄影机拍摄气泡破裂的过程,并以膜破裂仪量测气泡膜壁厚度的变化.rn 研究结果显示,单一气泡直径越大,逸散微粒粒径分布越大,且数量越多,而根据CPC与APS量测微粒总数的比值判断,气泡膜厚破裂所逸散的微粒分布在微米与次微米各有一个峰值,分别为主粒径(Main droplets)与伴随粒径(Satellite droplets)所构成,而过去所谓的喷射液滴(Jet droplets)与子嗣气泡(Daughter bubble)对于逸散微粒并无明显贡献;气泡自然破裂时的厚度随气泡直径以及表面张力的增加而增加,当任一尺寸气泡的寿命超过-临界值时,破裂时所产生的微粒总数会有显着的增加.其次,系统内的气体流率越大,则气泡越早破裂,且当破裂的时间点小于前述的临界值时,逸散微粒的数目便显着下:在直径1.00 cm的气泡随流速从16至20cm/sec之间,数目中位粒径与微粒总数皆约为2m与1000#/bubble,但上升至35cm/sec,数目中位粒径与微粒总数则下降至1.68m与313#/bubble.依据本研究结果,若能控制气泡破裂时的膜厚、释放较小直径的气泡与提高溶液表面张力,便能控制微粒的产生;因此,从工程控制的角度,在相同体积的气泡下,气泡直径越小,微粒逸散的总质量与总颗粒数便能有效降低;最后,提高溶液表面张力亦可有效降低微粒逸散至环境的能力.
