Введение
Глава 1. Теоретические подходы к исследованию электротермических атомизаторов и основные характеристики объектов исследования 12
1.1. Электротермический испаритель как часть интерфейса масс спектрометра с индуктивно-связанной плазмой 16
1.2. Электротермический атомизатор с поперечным нагревом 23
1.3. Двустадийный вольфрамовый тигельно-спиральный атомизатор 29
Глава 2. Разработка численных моделей распространенных электротермических атомизаторов и результаты моделирования 33
2.1. Электротермический испаритель с продольным нагревом 33
Граничные условия 35
Результаты моделирования: испарители с платформой и без платформы 38
Результаты моделирования: испаритель в режиме «газ-стоп» 41
2.2. Атомизатор с поперечным нагревом 43
Задача нагрева атомизатора током: уравнения и начальные условия 43
Газовая динамика: уравнения и граничные условия 45
Моделирование испарения исследуемого вещества 54
Моделирование движения атомного пара 59
Расчет атомной абсорбции 62
Модель осветительной системы и учет неоднородностей пучка резонансного излучения 65
Результаты моделирования: объемное распределение электрического тока
Результаты: газовая динамика и распределения температур
Результаты: испарение/атомизация исследуемого вещества и сигнал атомной абсорбции 79
2.3 Выводы по главе 2 89
Глава 3. Полная численная модель двустадийного тигельно-спирального атомизатора и результаты ее применения для различных условий исследования состава вещества 90
3.1. Геометрия и уравнения модели 90
Геометрия и расчетная сетка 90
Газовая динамика с учетом турбулентности 91
Термодинамика дискретной фазы и спирали 95
3.2. Результаты моделирования газовой динамики 96
Нагрев тигля 96
Нагрев спирали 97
3.3. Результаты моделирования температуры 99
Нагрев тигля 99
Нагрев спирали 100
3.4. Результаты моделирования динамики дискретной фазы и атомной абсорбции 102
Испарение из тигля 102
Конденсация на “холодную” спираль 105
Атомизация со спирали 107
3.5. Влияние ориентации вольфрамовой спирали в пространстве на эффективность конденсации 115
4. Аналитическая апробация модернизированного двустадийного тигельно спирального атомизатора 118 Заключение 123
Список литературы 127
