种子颗粒联合声波凝并微细颗粒的研究

为了研究种子颗粒联合声波凝并微细颗粒的效率,将颗粒群平衡模型与欧拉多相流模型进行耦合,通过用户自定义函数引入声波凝并核函数,采用数值仿真,在颗粒粒径及流速一定的情况下,分别研究了声频、声压级、停留时间和初始粉尘浓度对种子颗粒联合声波凝并效率的影响.仿真结果表明:微细颗粒总凝并效率受声频的影响较大,存在一个最佳凝并声频,且高频声波有利于小颗粒的凝并,低频声波则有利于大颗粒的凝并;声压级越大,微细颗粒振动幅度越大,凝并效率越高;延长停留时间有利于提高微细颗粒间的碰撞机率,促进凝并的发生;初始粉尘浓度的增加能有效地提高微细颗粒的总凝并效率,且最高凝并效率处在初始峰值粒径附近.上述仿真结果与试验结果一致.     

应用蒸汽相变机理脱除燃烧源PM2.5试验研究

对应用蒸汽相交原理作为脱除燃烧源PM2.5预调节措施的效果进行了试验研究.结果表明,蒸汽相变与常规除尘技术结合可有效脱除PM2.5,对燃煤、燃油PM2.5的脱除效率可分别提高80%,60%以上;相交核化室壁面性能,颗粒物化性质及蒸汽过饱和度对PM2.5凝并长大效果均有重要影响,采用低表面能的核化室壁面材料可明显改善蒸汽相变预调节的效果;强疏水性的燃油PM2.5颗粒凝并长大效果明显不及燃煤PM2.5颗粒,适当提高蒸汽添加量有助于增进相交效果.     

钢铁过程细微颗粒物凝并性能研究

为寻求一种收集钢铁冶炼过程中产生的气溶胶颗粒的方法,研究了EAF粉尘颗粒物的性质.采用Zn蒸汽氧化产生的ZnO模拟气溶胶颗粒进行凝并实验研究,另采用熏香烟雾在不同的搅拌速度下进行气溶胶凝并实验,并将实验结果与理论计算进行比较.同时,采用一种考虑颗粒间相互作用的气溶胶凝并模型估算反应范德华力作用的Hamaker常数.实验结果表明,在搅拌条件下,对于气溶胶的凝并应考虑微细颗粒间的相互作用.     

基于FAR(1)模型的PM_(2.5)浓度预测研究

首先利用函数重构理论,表示了漳州2017年11月1日至2018年5月5日PM_(2.5)浓度数据的函数特征.然后对重构好的函数曲线进行主成分分析,得到PM_(2.5)浓度曲线的3个函数主成分,代表PM_(2.5)浓度曲线的主要变异特征.最后利用函数主成分投影法估计PM_(2.5)浓度FAR(1)模型的算子,并进行样本外的短期预测,预测效果相对较好,其结果可为决策者提供参考.     

上海城区PM_(2.5)精细化空间分布插值方法研究

PM_(2.5)是我国大中型城市的主要污染物之一,已成为多学科领域的研究热点.基于监测点的监测数据无法直接获取城市内部空气污染的高分辨率空间分布情况,以上海市中心为研究区,引入土地利用回归(LUR)模型模拟PM_(2.5)质量浓度的高分辨率空间分布情况.双变量相关分析表明,与PM_(2.5)质量浓度分布相关性最强的地理变量分别是国控点2 000 m缓冲区内的道路长度、2 500 m缓冲区内的建筑面积、2 500 m缓冲区内的绿地面积、500 m缓冲区内的水体面积以及人口密度.基于以上变量,用多元线性回归分析建立PM_(2.5)质量浓度空间分布的LUR模型.在研究区内建立1 km×1 km格网,用LUR模型模拟各格网交点的PM_(2.5)质量浓度,再通过空间插值分析得到上海市PM_(2.5)质量浓度的空间分布模拟图.结果表明,PM_(2.5)模拟质量浓度存在明显的空间梯度差异,整体呈现西部高东部低的格局,并由人口密集区域向四周递减.人类活动是影响PM_(2.5)质量浓度分布的主要原因,模拟结果与实际情况相符.     

重工业区室内外细颗粒物PM_(2.5)相关性分析

目的研究重工业城市住宅在夏季开窗条件下,室外细颗粒物PM_(2.5)对室内空气品质的影响,数值模拟得到细颗粒物PM_(2.5)的质量浓度、速度、温度分布云图及粒子轨迹.方法通过采用气溶胶检测仪对室内外细颗粒物PM_(2.5)污染物质量浓度进行实测,使用SPSS软件对测试得到的细颗粒物PM_(2.5)质量浓度进行拟合,并运用FLUENT模拟软件对室内细颗粒物运移及分布情况进行模拟分析.结果位于重工业厂矿下风侧交通主干线一侧的A房间的室内与室外细颗粒物质量浓度的比值(I/O)小于1,受室外环境的影响较大;位于重工业厂矿下风侧小区内部的B房间的I/O大于1,说明受室内细颗粒物染物污的影响较大.并且两房间室内外细颗粒物具有较强的二次相关性,相关系数分别为0.920 77、0.941 11.结论室内PM_(2.5)质量浓度随室外细颗粒物质量浓度增加而升高.建立的室内外细颗粒物PM_(2.5)质量浓度相关性模型,可以分析室内外颗粒物浓度的变化特征.     

相邻两颗粒在水中沉降的动力学模拟

通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件,建立颗粒沉降模型并采用有限元方法模拟两个微细(d≤74μm)球形颗粒在水中沉降的过程.分析两颗粒的初始间距K、初始取向角θ、颗粒粒径d和颗粒密度ρ对两个微细颗粒沉降过程的影响.结果表明,两个颗粒的相互作用方式可分为4种状态:保持相互远离、先靠近并接近碰撞然后再相互远离、先靠近后远离不发生碰撞及先远离后靠近再远离不发生碰撞.对于微细颗粒,颗粒与颗粒之间难以发生碰撞现象.对于相同的两颗粒,在其他条件不变时,θ越小,两颗粒越有相互远离的趋势.当θ相同时,改变K或同时改变两颗粒d和ρ,并不能改变他们的总体运动趋势,但是单独改变其中一个颗粒的d或ρ,两颗粒的运动状态会发生变化.     

基于融合MODIS AOD和LME模型的京津冀地区PM_(2.5)季节浓度模拟

为探究京津冀地区PM_(2.5)浓度的时空差异,基于线性混合效应模型,在该地区分别建立不同季节融合MODIS AOD与PM_(2.5)的关系,并对其季节浓度进行模拟.研究结果表明:模型拟合所得四季的可决系数R~2分别为0.738、0.668、0.644和0.760,留一交叉验证后R~2分别为0.733、0.658、0.636和0.756,模型仅存在轻微过度拟合,且PM_(2.5)浓度较高的春冬季拟合效果优于夏秋季;在气候、地形、经济和人口等多种因素的综合影响下,京津冀PM_(2.5)浓度存在季节差异和地区差异,即四季PM_(2.5)浓度冬季最高,春秋次之,夏季最低,空间上基本呈现北部低、南部高的特点.     

南宁市气溶胶光学厚度与大气颗粒物相关性分析

利用南宁市世锦赛期间(10月6—13日)的MODIS影像反演的气溶胶光学厚度(AOD)和PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度为数据源,统计以地基站点为中心在站点位置0.5°×0.5°区域范围内的AOD日均值和各监测站PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度日均值,运用6种数学模型(线性、一元二次、一元三次、对数、幂函数、指数)进行相关性分析。结果表明,在AOD与PM_(2.5)日均值建立的六种关系模型中,一元三次函数模型的拟合效果更好,且6、7、13日的AOD与PM_(2.5)相关性较高,R2在0.6以上;在AOD与PM_(10)日均值建立的六种关系模型中,一元三次函数模型的拟合效果更好,但AOD值与PM_(10)相关性整体比PM_(2.5)相关性低,7、9日的AOD与PM_(10)相关性较高,R2在0.6以上。对于相关性较好的,可用该模型函数来反演和监测PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度。     

火灾烟颗粒粒径分布变化模拟研究

实验测量5种标准火烟颗粒分布变化,联合Moment法和FDS对火灾烟雾运动的模拟,实现烟颗粒粒径分布动态变化的预测.对正庚烷试验火(TF5)烟雾颗粒分布模拟中,烟颗粒数总浓度的衰减趋势与实验结果一致,比不考虑凝并和凝并系数为定值时的结果更合理.模拟烟颗粒几何平均粒径缓慢增长,分布展宽,在前300s内,粒径分布参数变化很小,呈自保趋势,与实验一致.烟颗粒的凝并速率对初始几何平均粒径、初始总浓度和不规则的形貌更敏感,烟颗粒数浓度的衰减随凝并系数增大而加快.热释放速率和初始烟颗粒几何平均粒径的确定决定烟雾浓度的量级和预测的准确性.     

芜湖市PM_(2.5)的影响因素分析与预测

本文针对芜湖市PM_(2.5)的影响因素分析与预测研究,分别建立了多元线性回归和ARMA预测等模型,使用EVIEWS、EXCEL等软件编程求解,研究得出:PM10和CO对PM_(2.5)浓度的变化影响较大,符合芜湖市PM_(2.5)浓度变化的ARMA(1,2)模型.最后为政府和环境部门有针对性地治理PM_(2.5)污染问题提供较为科学的建议.     

乌鲁木齐市PM_(2.5)及其影响因素关系的研究——基于VAR模型的脉冲响应和方差分析

通过对乌鲁木齐市从2015年1月1号到2016年12月31号每天的PM_(2.5)、PM_(10),以及SO_2、CO NO、NO_2、O_3污染物浓度等数据的整理和分析,进一步设立向量自回归(VAR)模型,对时间序列PM_(2.5)与其它空气污染物之间的关系探索使用格兰杰因果关系检验、脉冲响应函数方法和方差分解的方法分析,建立了它们之间的自回归模型关系,探讨了其他空气污染物对PM_(2.5)的影响。结果表明:乌鲁木齐市PM_(2.5)与其它空气污染物所构成的空气质量系统是稳定的,PM_(10)SO_2、CO、PM_(2.5)、NO_2、O_3浓度值的增加会引起PM2.5浓度值持续较长时间的增加,其中SO_2对影响作用最大;O_3浓度值的增加则会使PM_(2.5)浓度值降低。     

2016年南昌市PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度变化研究

利用南昌市2016年4月～2017年3月8个监测点的PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度的监测数据,通过聚类分析探讨了大气颗粒物PM_(10)、PM_(2.5)的污染状况和不同功能区间的变化规律.结果表明:2016年南昌市大气颗粒污染物中,细颗粒物(PM_(2.5))较可吸入颗粒物(PM_(10))超标情况更严重;从时间角度看,PM_(10)和PM_(2.5)浓度表现为冬季春季/秋季夏季的季节性变化趋势;从空间角度看,表现为商业交通居住混合区交通区文教区居住区风景区的变化规律;PM_(2.5)/PM_(10)比值变化特征提示冬季可吸入颗粒物中细颗粒物所占比重最大,春季和秋季次之,夏季最小;在影响因素中,监测点大气颗粒物的浓度受交通环境的影响最大,受居民日常生活排污的影响次之.     

基于SPAMS的太原市冬季PM_(2.5)组成与来源研究

为探究太原市冬季PM_(2.5)成因,利用位于太原市大气环境综合观测研究站的单颗粒气溶胶质谱仪(SPAMS),结合气象数据,对2019年1月1日-1月31日期间的PM_(2.5)化学组成进行了分析,定量评估研究期间PM_(2.5)的源贡献率。结果表明:研究期间太原市PM_(2.5)日均浓度达到110μg/m~3,PM_(2.5)的颗粒类型主要由有机碳颗粒、混合碳颗粒和元素碳颗粒组成,其中,有机碳颗粒占比(34.7%)最高;PM_(2.5)污染的主要贡献源为燃煤、机动车尾气、工业工艺,占比分别为27.8%、19.7%和17.8%,特别是在PM_(2.5)质量浓度较高时段,燃煤和机动车尾气排放对污染的贡献较大,因此太原市冬季PM_(2.5)污染控制应以燃煤、机动车尾气为主。     

变径流化床反应器内的气固流动特性数值模拟

采用计算颗粒流体力学(CPFD)的数值模拟方法,对直径为160 mm、高度为273 3 mm的变径流化床反应器内的气固流动特性进行冷态模拟,研究不同气速及不同初始物料量对流化床反应器气固流动特性的影响,得到流化床内颗粒体积分数、颗粒速度以及颗粒停留时间的分布。结果表明,当气速不小于2.5 m/s时,流化床内颗粒体积分数轴向分布更为均匀,颗粒速度呈中间高、两边低的倒"U"形分布;壁面附近的颗粒停留时间长于中心处,使得壁面附近的颗粒趋于聚集;流化床的轴径向颗粒体积分数随着初始物料量的增加而增大。     

长沙市MODIS气溶胶光学厚度与PM_(2.5)浓度的相关性研究

利用MODIS数据研究区域大气PM_(2.5)浓度分布是环境动态监测的有效方法。获取美国NASA发布的分辨率为3km的MOD光学厚度产品;提取2016年1月至2017年7月期间长沙市10个大气监测站点的PM_(2.5)浓度数据进行相关性分析,建立PM_(2.5)浓度与AOD之间的线性、幂函数以及指数函数3种相关性模型;引入湿度影响因子建立大气PM_(2.5)浓度订正模型,采用PM_(2.5)浓度订正模型订正PM_(2.5)浓度。结果表明:湿度订正提高了PM_(2.5)与AOD相关性,幂函数相关性模型的方差值相对其他2种模型较好,运用幂函数相关性模型研究长沙市MODIS气溶胶光学厚度与PM_(2.5)浓度的相关性较好。     

基于时间序列和多元方法的乌鲁木齐PM_(2.5)浓度分析

鉴于肺部可吸入颗粒物PM_(2.5)对人体的危害,利用多元分析及时间序列的方法将PM_(2.5)浓度变化划分为稳定部分(由分子内部的作用引起浓度变化)和不稳定部分(由外部环境因素,即温度,风力,风向及天气等)进行预测.收集乌鲁木齐7个监测站点2014年11月至2015年3月(冬季)每天的PM_(2.5),PM_(10),CO,NO_2,O_3,O_3(8 h),SO_2及天气等相关因素数据,对PM_(2.5)浓度建立预测模型并进行结果分析.相关分析表明:户外PM_(2.5)与PM_(10),CO,NO_2和SO_2具有较高的相关性.对平稳部分利用指数平滑模型预测PM_(2.5)浓度,得到最好的平滑指数是0.32.主成分回归(PCR)模型用于预测PM_(2.5)浓度的不稳定性成分,得到R2值为0.803.最终,将2015年3月至2015年5月的数据利用5种性能指标检验模型,结果表明该模型方法预测效果较好,有一定的实用价值.     

基于紧密堆积理论的风积沙-再生复合微粉UHPC配合比设计及验证

利用再生复合微粉和风积沙，分别部分取代水泥和天然河砂制备超高性能混凝土.基于紧密堆积理论，采用修正的安德森模型对UHPC胶凝材料和细骨料的颗粒配比进行计算，得到紧密堆积状态下UHPC颗粒的计算配比.通过正交试验分析再生复合微粉、风积沙、钢纤维、水胶比和胶砂比5种因素分别对UHPC的流动度、抗压强度和抗折强度的影响，结合试验结果确定5种因素的最优组合：再生复合微粉掺量为10%～15%(质量分数),风积沙掺量为30%(质量分数),钢纤维掺量为2.5%(体积分数),水胶比为0.16,胶砂比为0.8～1.1.试验最优组合与计算配比结果吻合程度较好，验证了修正的安德森模型用于此环保型超高性能混凝土配合比设计的适用性和准确性.     

庭院乔木对PM_(2.5)污染分布影响的模拟分析

目的研究植物空间布局和植物尺度对PM_(2.5)扩散的影响规律,增加对小空间空气质量的关注度,为筛选适合于场地条件的植物配置方案提供思路.方法以沈阳建筑大学校园的庭院为例,利用FLUENT模拟软件对校园庭院内植物的不同空间布局形式、不同尺度、不同垂直高度进行数值模拟分析.结果在校园东、西两侧教学楼一层架空的庭院内,截面高度是1.5 m时,植物选用条带状布局的庭院内部PM_(2.5)的质量浓度低于选用三角状布局的庭院;3种典型植物尺度的代表植物降低PM_(2.5)质量浓度的次序为新疆杨、山楂、白蜡;随着垂直高度的增加,PM_(2.5)质量浓度逐步降低.结论条带状的植物布局更有利于PM_(2.5)扩散;冠幅与树高的比值越小对PM_(2.5)扩散影响越大.     

不同污染程度下室内外小时PM2.5浓度变化特征对比

依据实测北京市夏季室外和开、关窗室内的PM_(2.5)浓度等数据,利用统计分析,探讨了不同污染程度下室内外小时PM_(2.5)浓度的变化特征。结果表明:室外PM2.5污染程度为轻度时,其浓度达到最大值后3 h,开窗室内PM_(2.5)也达到一天中的最大值。室外PM_(2.5)污染程度为良或优时,二者小时PM_(2.5)浓度的变化特征较同步。同时,关窗室内的小时PM_(2.5)浓度会出现大于室外的现象。室外PM_(2.5)的污染程度不论是轻度还是优或良,早晨7:00~9:00之间因交通早高峰的影响,室外和开窗室内细颗粒物浓度会出现峰值。