Hinds W.C.: Aerosol Technology, John Wiley&Sons, New York, 2.vydání, 1998.

Hinds W.C.: Aerosol Technology, John Wiley&Sons, New York, 2.edit., 1998.

1. Úvod, motivace. Co to je aerosol? Proč se studiem aerosolů zabýváme? Kvíz z historie aerosolové vědy. Vznik, transformace a zánik aerosolových částic. Aerosolová ZOO. Velikosti a tvar aerosolových částic. Koncentrace aerosolů a používané jednotky.

2. Vlastnosti plynů. Tlak a teplota plynu, rozdělení molekulárních rychlostí, střední volná dráha v plynu, viskozita, difuzivita a tepelná vodivost. Reynoldsovo číslo. Metody měření rychlosti plynů, objemového průtoku, proteklého množství, tlakové ztráty a souvisejících veličin.

3. Rovnoměrný pohyb aerosolových částic. Newtonův a Stokesův zákon odporu prostředí a rozsah jejich použití. Závislost součinitele odporu na Re. Rychlost usazování. Korekce Stokesova zákona v kinetické oblasti, Cunninghamův korekční faktor na skluz. Nekulové částice. Aerodynamický průměr. Metody měření sedimentačních rychlostí.

4. Rozdělení velikostí částic a jejich různá zobrazení. Hustota pravděpodobnosti a distribuční funkce. Charakteristiky polohy. Momentové průměry. Rozdělení velikosti částic vážená počtem, povrchem, hmotou. Normální a lognormální rozdělení. Porovnání charakteristik polohy.

5. Pohyb částic se zrychlením. Mechanická pohyblivost. Relaxační čas. Zrychlený pohyb v 1-d a 2-d. Brzdná dráha částic. Pohyb po zakřivené dráze. Stokesovo číslo. Experimentální metody: inerciální impaktor, virtuální impaktor, přístroje měřící rychlost průletu.

6. Brownův pohyb a difúze. Difúzní koeficient. Stokes-Einsteinův vztah. Střední volná dráha částice. Rozdělení částic při Brownově pohybu. Depozice částic difúzí. Depozice při toku trubkou. Experimentální metody založené na difúzi: difúzní baterie, denudéry, strippery.

7. Přilnavost částic. Typy přilnavých sil. London-van der Waalsovy síly. Elektrostatická síla. Síla povrchového napětí. Experimentální metody měření přilnavých sil a jejich porovnání. Resuspenze částic. Odraz částic od povrchu.

8. Foretické jevy. Termoforéza, difuzoforéza a fotoforéza. Termoforetická rychlost v kinetické oblasti a v oblasti kontinua. Porovnání významu termoforézy s jinými procesy transportu částic. Experimentální metody: termoforetický usazovák.

9. Filtrace aerosolových částic. Typy filtrů: vláknité, s porézní membránou, s kapilárními póry. Charakterizace filtrů. Filtrační účinnost vlákna. Mechanizmy depozice: intercepce, impakce, difúze, usazování, elektrostatika. Celková účinnost filtru a její závislost na velikosti částic. Tlaková ztráta na filtru. Experimentální metody stanovení účinnosti aerosolových filtrů.

10. Odběr vzorků. Izokinetický odběr. Odběr z nepohyblivého vzduchu. Ztráty aerosolových částic a jak je korigovat. Měření hmotnostní koncentrace částic. Experimentální metody: přístroje s rychlou odezvou. Měření početní koncentrace částic. Typy a charakteristiky pump.

11. Depozice aerosolů v dýchacím ustrojí. Aerosoly a zdraví. Parametry dýchacího ústrojí člověka. Mechanismy depozice aerosolových částic v dýchacím ústrojí. Celková a regionální depozice. Matematické modely depozice. Inhalabilní, torakální a respirabilní frakce, PM10, PM2.5. Experimentální metody měření osobní expozice.

12. Koagulace. Monodisperzní koagulace, Smoluchovského model. Koagulační koeficient. Závislost na počáteční koncentraci. Polydisperzní koagulace. Změny rozdělení velikosti částic s časem. Kinematická koagulace.

13. Kondenzace. Tlak nasycených par. Kelvinův jev. Přesycení a jak ho dosáhnout. Homogenní nukleace. Experimentální metody měření kinetiky nukleace. Kondenzační růst. Heterogenní kondenzace. Experimentální metody: kondenzační čítače částic. Vypařování a doba života kapek.

14. Elektrické vlastnosti aerosolů. Coulombův zákon. Elektrické pole. Millikanův experiment. Elektrická pohyblivost. Mechanismy nabíjení aerosolových částic. Limitní náboj, rovnovážné rozdělení náboje. Experimentální metody: diferenciální třídič pohyblivosti částic.

15. Optické vlastnosti aerosolů. Extinkce, absorpce a rozptyl světla. Miova teorie. Dohlednost v atmosféře. Zjevný a minimální kontrast. Experimentální metody: Fotometr, integrující nefelometr, optický čítač částic, optický spektrometr.

16. Atmosférické aerosoly. Zdroje a globální emise. Přírodní pozadí. Stratosférický aerosol. Troposférický aerosol. Městský aerosol. Typické koncentrace a módy atmosférického aerosolu. Typické složení aerosolu. Globální efekty.

17. Generátory aerosolů. Atomizace kapalin. Rozprašování. Atomizace částic v kapalných suspenzích. Dispergace prášků. Generátory založené na vypařování a následné kondenzaci. Praktické příklady aerosolových generátorů.

1. Introduction, motivation. What is an aerosol? Why are we studying aerosols? Quiz from the history of aerosol science. The formation, transformation and extinction of aerosol particles. Aerosol ZOO. Sizes and shape of aerosol particles. Concentration of aerosols and units used.

2. Properties of gases. Gas pressure and temperature, distribution of molecular velocities, mean free path in gas, viscosity, diffusivity and thermal conductivity. Reynolds number. Methods of measuring gas velocity, volumetric flow, transported volume, pressure drop and associated quantities.

3. Uniform motion of aerosol particles. Newton and Stokes' law and range of their use. Dependency of drag coefficient on Re. Settling velocity. Correction of the Stokes law in the free molecular regime, slip (Cunningham) correction factor. Nonspherical particles. Aerodynamic diameter. Methods of measurement of settling velocity.

4. Particle size distributions and their transformations. Probability density function and cummulative distribution function. Means, medians and modes. Moment averages. Moment distributions. Particle size distribution weighted by number, surface, mass. Normal and lognormal distribution. Comparison of various characteristic diameters.

5. Straight-line acceleration. Mechanical mobility. Relaxation time. Accelerated motion in 1-d and 2-d. Particle stopping distance. Curvilinear particle motion. Stokes number. Experimental methods: inertial impactor, virtual Impactor, time-of-flight instruments.

6. Brownian motion and diffusion. Diffusion coefficient. Stokes-Einstein relation. Particle mean free path. Brownian displacement. Diffusional deposition. Deposition during flow in the tube. Experimental methods based on diffusion: diffusion batteries, denuders, strippers.

7. Adhesion of particles. Types of adhesive forces. London-van der Waals's force. Electrostatic force. Adhesive force due to surface tension. Experimental methods of measuring adhesion forces and their comparison. Resuspension of particles. Particle bounce.

8. Phoretic phenomena. Thermophoresis, diffusiophoresis and photophoresis. Thermophoretic velocity in the free molecule and continuum region. Comparison of the importance of thermophoresis with other particle transport processes. Experimental methods: thermophoretic precipitator.

9. Filtration of aerosol particles. Filter types: fibrous, porous membrane, capillary pore membranes. Characterization of filters. Single-fiber efficiency. Deposition mechanisms: interception, inertial impaction, diffusion, gravitational settling, electrostatics. Total filter efficiency and its particle size dependence. Pressure drop on the filter. Experimental methods for determining aerosol filter efficiency.

10. Sampling. Isokinetic sampling. Still air sampling. Transport losses of aerosol particles and how to correct them. Measurement of the particles' mass concentration. Experimental methods: direct-reading instruments. Measurement of particle number concentrations. Types and characteristics of pumps.

11. Respiratory deposition. Aerosols and health. Parameters of the human respiratory system. Deposition mechanisms of aerosol particles in the respiratory system. Total and regional deposition. Mathematical models of deposition. Inhalable, thoracic and respirable fractions, PM10, PM2.5. Experimental methods of measuring personal exposure.

12. Coagulation. Monodisperse coagulation, Smoluchowski model. Coagulation coefficient. Dependence on initial concentration. Polydisperse coagulation. Changes in particle size distribution with time. Kinematic coagulation.

13. Condensation. Saturated vapor pressure. Kelvin effect. Supersaturation and how to achieve it. Homogenous nucleation. Experimental methods of nucleation rate measurement. Growth by condensation. Heterogeneous condensation. Experimental methods: condensation particle counters. Evaporation and droplet lifetime.

14. Electrical properties of aerosols. Coulomb's law. Electric field. Millikan's experiment. Electrical mobility. Charging mechanisms for aerosol particles. Limit charge, equilibrium charge distribution. Experimental methods: differential mobility particle sizer.

15. Optical properties of aerosols. Extinction, absorption and light scattering. Mie theory. Visual range in the atmosphere. Apparent and threshold contrast. Experimental methods: Photometer, integrating nephelometer, optical particle counter, optical spectrometer.

16. Atmospheric aerosols. Sources and global emissions. Natural background. Stratospheric aerosol. Tropospheric aerosol. Urban aerosol. Typical concentrations and modes of atmospheric aerosol. Typical aerosol composition. Global effects.

17. Aerosol generators. Liquid atomization. Nebulization. Atomization of particles in liquid suspensions. Dispersion of powders. Generators based on evaporation and subsequent condensation. Practical examples of aerosol generators.