Упрощённая модель прогнозирования абсорбции SO₂ одиночными атмосферными дождевыми каплями с химической диссоциацией и внутренней циркуляцией

В настоящем исследовании разработана упрощённая модель прогнозирования химической абсорбции SO₂ одиночными свободно падающими дождевыми каплями с внутренней циркуляцией в атмосфере. При введении поправочного коэффициента α в модель межфазной скорости, построенную для режима ползучего течения, установлено, что относительная погрешность между упрощённой моделью и методом двухфазного моделирования составляет менее 4%. Таким образом, упрощённая модель позволяет моделировать процесс атмосферной абсорбции SO₂ с меньшими вычислительными затратами без потери точности. Результаты моделирования показывают, что диссоциация H₂SO₃ определяет процесс массопереноса, а концентрация HSO₃⁻ значительно превышает концентрации SO₃²⁻ и H₂SO₃. Вследствие этого химическая абсорбция требует значительно большего времени для протекания процесса поглощения. В частности, при радиусе дождевых капель от 200 до 500 мкм время абсорбции при химической абсорбции в 70–290 раз превышает время при физической абсорбции. С точки зрения характерного времени определяющим механизмом абсорбции SO₂ является диффузия вещества. При химической абсорбции период абсорбции составляет 28–33 характерных времени диффузии вещества, что означает его превышение над последним более чем на порядок величины.