Istraživanje okusa elektroničkih cigareta - Poglavlje o aerosolu (1)

Sažetak:
Ovaj članak je aerosolni dio serije istraživanja okusa elektroničkih cigareta, raspravljajući o čimbenicima koji pridonose stvaranju okusa elektroničkih cigareta. Formiranje, evolucija i transport aerosola ključni su za okus, uključujući procese kao što su nukleacija, kondenzacija i isparavanje te polimerizacija i fragmentacija. Članak također predstavlja da se aerosoli elektroničkih cigareta uglavnom sastoje od dva dijela: malih čestica i tekućih čestica, što pomaže produbiti razumijevanje mehanizma stvaranja okusa elektroničkih cigareta.
S brzim razvojem nove industrije atomizacije, korisnici su odavno napustili fazu "pušenja je dovoljno" za elektroničke cigarete. Danas korisnici traže proizvode elektroničkih cigareta visoke vjernosti, visokog zadovoljstva te potpunog i glatkog usisavanja. Stoga okus postaje ultimativni kriterij za ocjenu kvalitete elektroničkih cigareta, a koji čimbenici utječu na okus?
Ova tema će početi od mehanizma i istražiti različite čimbenike koji utječu na stvaranje okusa elektroničkih cigareta, kako bi produbili svoje razumijevanje mehanizma stvaranja okusa.
Tema 1: Nastanak, evolucija i transport aerosola
Prvo, uvodimo koncept da se aerosol odnosi na plinoviti disperzijski sustav sastavljen od čvrstih ili tekućih čestica suspendiranih u plinovitom mediju. Dim tradicionalnih cigareta su krute čestice nastale izgaranjem duhana, dok su dim elektronskih cigareta čestice tekućine nastale isparavanjem i kondenzacijom atomizirane tekućine. Dva su suspendirana u zračnom mediju i tvore aerosole, ali njihovi mehanizmi stvaranja i metode istraživanja su različiti.
(1) Stvaranje i evolucija aerosola
Nukleacija: U smjesi koja se sastoji samo od pare, jedna ili više kemijskih komponenti mogu biti u prezasićenom stanju, što znači da je parcijalni tlak veći od ravnotežnog tlaka pare smjese. Iz energetske perspektive, korisno je da se molekule pare rekombiniraju u tekuću fazu. Ako je supersaturacija dovoljno visoka, može prevladati energetsku barijeru povezanu s formiranjem površine kapljice, što dovodi do nukleacije kapljice;
Kondenzacijsko isparavanje: veća je vjerojatnost da će molekule pare promijeniti fazu i kondenzirati se na postojećim površinama. Ovaj proces pokreću zasićenost pare i fluidnost molekula pare u odnosu na smjesu. Ako para postane nezasićena, kapljice aerosola mogu početi isparavati i nestati;
Fragmentacija agregacije: U gustim aerosolima, čestice se mogu sudarati jedna s drugom. Uz te sudare, dvije se čestice mogu spojiti u jednu; Oni se agregiraju. Naprotiv, također postoji vjerojatnost raspršenosti čestica u više čestica, odnosno cijepanja čestica;
(2) Prijevoz aerosola
Drift: Čestice imaju svojstva različita od onih plina nositelja, poput gustoće ili viskoznosti, što može uzrokovati odstupanje kretanja faze čestice od kretanja plina nositelja. Ovo gibanje može biti uzrokovano inercijom, na primjer, kada kapljica nosi previše zamaha da bi se dovoljno brzo prilagodila lokalnom ubrzanju koje osjeća plin nositelj.
Difuzija: Kada su čestice dovoljno male, Brownovo gibanje dovodi do difuzije kapljica. Iz makro perspektive, ova difuzija je poput "obične" molekularne difuzije, zbog čega aerosoli brzo izgledaju raspršenije.
Taloženje: Brzina plina nosača na ovoj površini je nula, što znači da niti jedna molekula plina ne može proći kroz površinu. Ako čestice aerosola točno slijede strujnicu plina nosača, njihovo kretanje također će stagnirati na površini, čime se sprječava taloženje. Međutim, zanošenje i difuzija aerosola mogu uzrokovati neto prijenos čestica koji odstupa od linije protoka nosača. Stoga su i drift i difuzija mehanizmi koji uzrokuju taloženje aerosola, te se u tom smislu taloženje može promatrati kao rezultat disperzijskih karakteristika aerosola.
Iz ovoga možemo zaključiti da se elektronički dimni aerosol uglavnom sastoji od dva dijela:
Kada je površina raspršene tekućine u zagrijanom stanju i nije dosegla temperaturu isparavanja, ona probija ograničenje površinske napetosti tekućine i odvaja se od malih čestica na površini tekućine (difuzija).
2. Kada se atomizirana tekućina zagrije i dosegne temperaturu isparavanja, visokotemperaturna para se kondenzira kada naiđe na strujanje zraka normalne temperature, što rezultira česticama tekućine (kondenzacija isparavanjem)