Монография посвящена вопросам кинетической теорииполидисперсных систем, в особенности атмосферных аэрозолей.Рассматриваются уравнения, описывающие эволюцию аэрозолей. Главное внимание уделяется определению коэффициентов коагуляции незаряженных и заряженных аэрозолей при совместном действии ряда факторов.

В учебном пособии рассмотрены природа и характеристики атмосферного электричества, его взаимосвязь с оптическими явлениями и атмосферным аэрозолем. Представлены основные механизмы взаимодействия электромагнитного излучения оптического диапазона с дисперсной средой. Обобщены результаты экспериментов, в которых изучались электрооптические явления при распространении оптического излучения в аэрозольной атмосфере, электрооптические явления, обусловленные сильными электрическими полями, включая разряды в средней атмосфере, а также опосредованное воздействие атмосферного электричества на жесткое УФИ. Рассмотрены возможности зондирования электрических параметров атмосферы на их основе.Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениями подготовки бакалавров и магистров "Оптотехника", "Лазерная техника и лазерные технологии", а также по специальности "Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения". Представляет интерес для аспирантов, молодых ученых и специалистов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере.

Монография посвящена теоретическим методам моделирования динамических процессов в аэродисперсных системах. Рассмотрены общие свойства дисперсных систем, сформулированы кинетические уравнения для процессов конденсации и коагуляции аэрозолей, исследованы общие свойства их решений. Изложен интегральный подход, позволяющий эффективно моделировать кинетику конденсации/коагуляции, разработаны подходы к моделированию кинетических процессов в многокомпонентных системах. Рассмотрены теоретические и численные модели, предназначенные для описания динамических процессов в аэродисперсных системах. Разработана модель кинетики конденсации и коагуляции в системах с двухфазной дисперсной средой. Приведены результаты численного моделирования, полученные для кинетики формирования осадков в двух полномасштабных облачных экспериментах. Рассмотрены модели, используемые для описания источников промышленных и аварийных выбросов, приведены некоторые результаты моделирования. Описаны подходы, разработанные для расчета процессов атмосферного переноса, изложены материалы по моделированию экспериментов. Приведены общие характеристики прикладных программ AERFORM и ПРОГНОЗ, разработанных в ядерном центре ВНИИЭФ для численного моделирования процессов формирования и переноса аэрозолей. Содержание и результаты адресованы специалистам, занимающимся созданием теоретических моделей и прикладных численных программ, а также практическими проблемами физики атмосферных аэрозолей. Для специалистов, работающих в области физики атмосферы, механики двуфазных сред, математической физики, безопасности и охраны окружающей среды.

Дисперсные системы, состоящие из твердых и жидких частиц, взвешенных в газообразной среде и обладающих специфическими свойствами. называются аэрозолями. Туманы - разновидность аэрозолей. В книге рассматриваются основные свойства, условия образования и предотвращения туманов, а также приведены примеры их использования. На современном этапе развития промышленности и техники трудно переоценить значение этих систем и их применение в различных областях народного хозяйства.

В учебном пособии излагается теория рассеяния оптических волн отдельными частицами и основные закономерности рассеяния, которые следуют из результатов физических и численных экспериментов. Рассматриваются теория однократного и многократного рассеяния оптических волн системой частиц и основные закономерности переноса излучения. Наряду с традиционными вопросами переноса излучения (оптической энергии) обобщаются результаты исследований по переносу оптического изображения, оптической локации и флуктуациям поля и интенсивности. Приводятся сведения об основных свойствах атмосферного аэрозоля, его источниках и процессах, обуславливающих изменение микрофизических характеристик. Подробно рассматриваются вопросы распространения оптического излучения в атмосферном аэрозоле. При этом в сжатой форме излагаются результаты исследований по рассеянию оптических волн несферическими, неоднородными, анизотропными частицами. Обобщаются результаты по таким современным разделам оптики дисперсных сред, как оптика спеклов, электрооптические эффекты при аэрозольном рассеянии, учет рассеянного аэрозолем солнечного излучения при аэрокосмических наблюдениях. Учебное пособие предназначено для студентов (бакалавров и магистров) и аспирантов физических факультетов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере. Представляет интерес также для преподавателей специальных дисциплин по направлению «Оптотехника» и молодых специалистов, занимающихся разработкой или использованием оптических методов для изучения атмосферы, океанов и диугих рассеивающих сред.

В учебном пособии излагается теория рассеяния оптических волн отдельными частицами и основные закономерности рассеяния, которые следуют из результатов физических и численных экспериментов. Рассматриваются теория однократного и многократного рассеяния оптических волн системой частиц и основные закономерности переноса излучения. Приводятся сведения об основных свойствах атмосферного аэрозоля, его источниках и процессах, обуславливающих изменение микрофизических характеристик. Обобщаются результаты по таким современным разделам оптики дисперсных сред, как оптика спеклов, электрооптических эффекты при аэрозольном рассеянии, учет рассеянного аэрозолем солнечного излучения при аэрокосмических наблюдениях. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов физических факультетов, заинтересованных в глубоком понимании оптических и электрических явлений в атмосфере.

Сборник включает тезисы докладов Юбилейной XXV Конференции (рабочей группы) «Аэрозоли Сибири». Обсуждаются результаты теоретических и экспериментальных исследований по следующим направлениям: оптические и микрофизические свойства аэрозоля; химия окружающей среды, аэрозольно-газовые связи,.

В книге методически обобщены собственные изыскания автора, результаты научных исследований, характеризующие сущность коллоидно-химических представлений и аналитических методов исследований, позволяющие понять особенности поведения НДС в реальных условиях их существования, в частности в процессах добычи, транспорта, переработки, хранения и применения. Представленное изложение материала предполагается в дальнейшем использовать при создании единых и общих принципов физико-химической механики нефтяных дисперсных систем в учебных курсах, связанных с технологией переработки углеводородного сырья.

В общем объеме добываемых нефтей доля вязких и высокозастывающих непрерывно увеличивается, причем по мере истощения месторождений она будет возрастать еще больше. Добыча, транспортировка и хранение таких нефтей представляет значительную сложность. В решение этой проблемы существенный вклад может внести магнитная обработка (МО). Безреагентность, экологическая чистота, простота в эксплуатации и быстрая окупаемость делают методы МО особенно перспективными.

В сборнике представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований по актуальным проблемам изменения климата и прогноза погоды, атмосферной диффузии и мониторинга состояния атмосферы, климатологии, дистанционного зондирования атмосферы. Сборник рассчитан на широкий круг научных работников и инженеров, интересующихся результатами современных исследований в области метеорологии и их практическим использованием. Рекомендуется аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.

Сборник охватывает широкий круг вопросов, относящихся к физике облаков, преимущественно к проблемам атмосферных аэрозолей, и активных воздействий. В той или иной степени эти разделы науки об атмосфере входили в круг интересов Норы Оскаровны Плауде. Ее памяти посвятили свои статьи российские и зарубежные друзья и коллеги. В основном, работы, связаны с эмпирическими данными об атмосферных аэрозолях, с их ролью в формировании облаков и осадков. Ряд исследований посвящен реагентам, которыми засеиваются облака при активных воздействиях, и методике их засева. Часть работ связана с самолетными исследованиями и численными оценками эффективности засева облаков.

Сборник включает статьи советских специалистов, работающих сегодня как в России, так и в других странах. Он открывается краткой биографией Соломона Моисеевича Шметера, характеризующей его научную деятельность, и списком его трудов. Статьи, включенные в сборник, охватывают широкий круг проблем, которые в большей или меньшей степени входили в круг разнообразных научных интересов С. М. Шметера. Это преимущественно работы в области физики облаков и активных воздействий. Здесь, наряду с оригинальными исследованиями последних лет, есть обобщения и обзоры многолетних теоретических исследований и натурных наблюдений. Отдельные работы посвящены динамике атмосферы и турбулентности, атмосферным аэрозолям в окрестности большого города, проблемам усвоения спутниковой информации, климату и другим вопросам.

В сборнике публикуются работы по методике измерений, обработки, контроля и результатах измерения отдельных составляющих радиационного баланса ,спектральной прозрачности атмосферы и аэрозоля дальности видимости и общего содержания атмосферного озона. Сборник предназначен для научных работников и специалистов в области физики атмосферы.

Представлены основные характеристики оптических каналов оптико-электронного двухканального измерителя осадков, а также результаты лабораторных экспериментов и предварительных натурных испытаний. Предложена процедура определения калибровочных характеристик с помощью стальных шаров диаметром 5,01 мм, которая позволяет минимизировать погрешность, связанную с несовершенством оптической системы прибора. Результаты измерений объемов жидкости показали, что погрешность измерений сумм осадков в лабораторных условиях не превышает 5%. Данные предварительных натурных измерений параметров дождей представлены в виде распределений частиц осадков по размерам, изменения интенсивности и вычисленных значений сумм осадков.

Дан обзор результатов десятилетних экспериментальных и теоретических исследований пространственно-временной изменчивости характеристик атмосферных аэрозолей в Сибири на локальном, региональном и глобальном уровнях. Приведены данные о спектре размеров и химическом составе, счетной и массовой концентрациях атмосферных аэрозолей в исследуемом регионе, суточной и сезонной изменчивости исследуемых характеристик в различных почвенно-климатических зонах Сибири. Описана методика идентификации источников техногенного и естественного происхождения. Проведена оценка техногенной нагрузки в различных почвенно-климатических районах. Изложены климатические особенности проявления кислотных выпадений в южных и северных районах Сибири. Показано, что северные территории Сибири в большей степени подвержены антропогенному влиянию. Сформулированы теоретические модели для расчета загрязнения окружающей среды на локальном, региональном и глобальном уровнях, а также для описания образования и эволюции характеристик субмикронной фракции, связанной с фотохимической конверсией газообразных примесей в аэрозольные частицы. Приведены данные о составе биогенной компоненты АА Сибири, а также газоаэрозольной эмиссии от лесных пожаров. Для специалистов в области физики и химии атмосферы, биогеохимической экологии и охраны окружающей среды, а также для студентов и аспирантов вузов.

Изложены физические основы построения,параметры и характеристики,системы включения и конструктивные особенности различных приемников оптического излучения.Особое внимание уделено расчету и выбору параметров и характеристик приемников оптического излучения.Приведен обширный справочный материал по параметрам и характеристикам,конструктивным решениям и схемам включения различных приемников оптического излучения ведущих отечественных и зарубежных фирм. представляет интерес для студентов технических вузов,аспирантов, научных и инженерно-технических работников,имеющих отношения к исследованию,разработке и эксплуатации оптико-электронных приборов и систем.

Изложены результаты исследования закономерностей локализации современных нитроксильных спиновых зондов в реальных нефтяных системах и синтетических нефтяных образцах. Приведена интерпретация результатов экспериментов исходя из теории спектров ЭПР нитроксильных радикалов. На основе простейших моделей разработаны подходы к анализу коллоидной структуры нефтяных дисперсных систем (характеристика областей локализации молекул спиновых зондов). Представлены результаты тестирования ряда реальных нефтяных объектов с применением предложенной схемы анализа. Обсуждены возможные перспективы исследований нефтяных дисперсных систем с применением метода спинового зонда.

Представлено современное состояние коллоидной химии, ее прикладное значение применительно к новым материалам и технологиям с учетом наиболее крупных научных достижений за последние 20-25 лет. Подробно изложены основы коллоидной химии: поверхностные и капиллярные явления, термодинамика поверхностей раздела фаз, адсорбция поверхностно-активных веществ, мицеллярные системы, электроповерхностные явления, устойчивость и молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем, ультрадисперсные системы («наносистемы»). Рассмотрены главные процессы коллоидной химии: коагуляция, коалесценция, седиментация, образование коллоидных структур. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по химическим, биологическим, медицинским, геологическим специальностям.

Проведено изучение вод из разных населенных пунктов Томской области: г. Томск, г. Новосибирск, г. Владивосток, вод природных (родниковых), а также минеральных вод, поступающих в продажу - методом фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС) в процессе нагревания. Для всех образцов наблюдается увеличение размеров частиц дисперсной фазы с ростом температуры. Аналогичная тенденция прослеживается и в модельных системах на основе солей СаSO4. Высказано предположение, что в качестве дисперсной фазы выступают частицы "солей жесткости".

Изучено начало кристаллизации парафинов в различных типах нефтяных дисперсных систем с добавлением присадок низкочастотным вибрационным методом.

Активное использование метода рентгеновской дифракции для исследования углеродистых материалов началось в 50-е годы нашего столетия. Обширный обзор ранних дифракционных исследований аморфных саж и углей выполнен С. Эргуном и В. Тьенсуу [1], а по нефтяным системам - С. Эрдманом и Ю. Вендером [2]. Б. Уоррен первым разработал и скорректировал форму, положение и интенсивность полос с размерами слоев [3]. Дж. Лэбут показал, что нефтяные асфальтены дают порошковую рентгенограмму, характерную для аморфных веществ [4]. Ф. Нелленштейн первым заметил полосу, соответствующую величине межплоскостного расстояния 0,35 нм, и подобие этой характеристики у нефтяных асфальтенов и аморфных саж [5].

Изложены теоретические представления о физических и химических превращениях нефтяного сырья (тяжелой части нефти, гудронов, асфальтенов) в процессе переработки и нефтепродуктов при их эксплуатации. Обосновано разделение нефтяного сырья на молекулярные растворы и дисперсные системы. Описаны их свойства. Показана возможность регулирования физических превращений нефтяных компонентов, позволит интенсифицировать нефтетехнологические процессы. В основу излагаемых авторами представлений положена концепция "надмолекулярных структур", которая не стала общепризнанной в современной науке о коллоидах и может быть предметом дисскуссионного обсуждения. Предназначена для научных и инженерно-технических работников нефтеперерабатывающей промышленности и смежных с ней отраслей (нефтегазодобывающей, подготовки и транспорта нефти и газа). Полезна преподавателям, аспирантам, слушателям специальных факультетов, студентам старших курсов вузов нефтяного профиля.

Учебное пособие посвящено новой быстро развивающейся области физической химии и химической технологии дисперсных систем и материалов - физико-химической динамике. В отличие от традиционного подхода к изучению дисперсных систем и образуемых в результате их отверждения дисперсных материалов преимущественно в статических условиях, в предлагаемой читателю книге впервые теоретически и экспериментально обоснован и реализован принципиально новый подход к дпроцессам структурообразования в дисперсных системах и "синтеза" на их основе материалов в динамических условиях. В основе этого подхода лежит изучение динамики контактных взаимодействий между частицами дисперсных фаз в жидких и газовых дисперсионных средах, процессов структурообразования и разрушения дисперсных структур в динамических условиях, преимущственно при осцилляции, в сочетании с введением добавок различных видов поверхностно-активных веществ. Теоретически обоснованы и экспериментально определены оптимальные параметры сочетания механических воздействий и добавок поверхностно-активынх веществ, обеспечивающие максимальную текучесть высоконаполненных и высокодисперсных (включая нанодисперсные) систем. Это позволяет на порядки величин интенсифицировать разнообразные процессы,осуществляемые с участием дисперсных систем при одновременном снижении энергоемкости этих процессов. При этом обеспечивается максимально высокая степень однородности образующихся структур в дисперсных системах и материалах. В учебном пособии представлены методы структурной виброреологии, осуществлено аппаратурное оформление ряда технологических процессов, в том числе с переходом от периодических к непрерывным высокоскоростным методам получения дисперсных систем и материалов. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов высших учебных заведений, научных работников и инженеров, работающих в прикладных областях, связанных с разработкой и применением дисперсных систем и материалов для дорожного строительства, энергетики, химических технологий и ряда отраслей промышленности.

С позиций спиновой химии и использования достижений современной квантовой механики рассмотрены процессы преобразования и закономерности построения ассоциатов в нефти и растворах нефтеподобных дисперсных систем.

Изучено влияние вибрационного воздействия на реологические свойства высокоструктурированных нефтяных дисперсных систем. Максимальное снижение значений реологических характеристик высокопарафинистой высокосмолистых нефтей было получено при 20 мин, а мазута - при 5 мин виброобработки. Отмечено, что вибровоздействие оказывается наиболее эффективным для нефтей с повышенным содержанием парафинов. Показано, что магнитная обработка способствует снижению температуры застывания нефти.

Книга - в настоящее время единственное в мировой литературе издание, в котором излагаются основные теоретические закономерности современной физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. Широта охвата проблемы, новизна материала и мастерское изложение вопросов позволяют использовать книгу и как монографию для научных работников и инженеров, деятельность которых связана с физикохимией поверхностей и многочисленными прикладными направлениями коллоидной химии, адгезией, адсорбцией, флотацией и т. п., и в качестве учебного пособия для преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

Рассмотрены различные методы получения ультрадисперсных (нано-) материалов — механические, физические, химические, биологические. Обобщены современные представления об электрических, магнитных, тепловых, оптических, диффузионных, химических и механических свойствах наноматериалов. Подчеркнута и продемонстрирована зависимость этих свойств от структуры материала и геометрических размеров наночастиц. Значительное внимание уделено вопросам хранения и транспортировки наноматериалов. Для студентов, обучающихся по специальностям «Физико-химия процессов и материалов», «Наноматериалы», «Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия», преподавателей, аспирантов, слушателей курсов повышения квалификации.