机加工油雾颗粒散发模型与粒径分布规律

引入气溶胶雾化率,结合理论模型得到最大雾化流量,由此计算出油雾颗粒散发率。利用Rosin-Rammler函数拟合粒径分布规律。采用一种环境舱的实验方法得到了气溶胶雾化系数和Rosin-Rammler函数的关键参数。建立了甩出机制下各个粒径油雾颗粒的散发率模型。实验数据表明,总的油雾颗粒散发率为14.58～620.95 mg·h~(-1),油雾颗粒散发率和气溶胶雾化系数随着刀具转速的增加而增加,其中气溶胶雾化系数与刀具转速呈线性关系,相关系数R~2为0.998。本文的模型能预测的机加工过程中各粒径油雾颗粒的散发率,平均偏差为(3.69±12.7)mg·h~(-1)。     

气溶胶在通风柜中沉积率和逸出率的实验研究

为研究粒径、开方面风速和热源温度对气溶胶在通风柜内沉积率和逸出率的影响,本文以粒径为1μm、2.5μm、5μm和8μm的气溶胶为实验材料,通风柜开放面风速分别取0.5 m/s和1 m/s,热源温度分别为300 K、523 K和753 K,进行实验研究.实验结果表明,气溶胶在通风柜内的沉积率和逸出率与粒径、开放面风速以及热源温度有关,其中:1)在1μm~8μm内,随着气溶胶粒子粒径的增大,气溶胶粒子在通风柜中的沉积率升高,逸出率降低;2)当开放面风速由0.5 m/s增加到1 m/s时,气溶胶粒子的沉积率和逸出率均降低;3)在300 K~753 K内,随着热源温度的升高,气溶胶粒子的沉积率降低,而气溶胶的逸出率随之升高.     

氯化钠粒径分布对钠焰法过滤效率的影响

钠焰法是一种重要的高效滤料效率检测方法,发生氯化钠气溶胶的粒径分布是检测方法中重要的技术指标之一。该文采用5种粒径分布的NaCl气溶胶对3种滤料在3种滤速下进行效率测试,研究了氯化钠粒径分布对滤料效率结果的影响。实验结果表明,氯化钠气溶胶的粒径分布对于钠焰法过滤效率的最终测试结果有影响,其影响大于滤料制造本身引起的误差;使用计数中值直径(CMD)为(0.09±0.02)μm以及几何标准偏差(GSD)<1.78的氯化钠气溶胶进行滤料的钠焰法效率检测,其粒径分布将不会影响滤料等级的评价。     

氯化钠粒径分布对钠焰法过滤效率的影响

钠焰法是一种重要的高效滤料效率检测方法,发生氯化钠气溶胶的粒径分布是检测方法中重要的技术指标之一。该文采用5种粒径分布的NaCl气溶胶对3种滤料在3种滤速下进行效率测试,研究了氯化钠粒径分布对滤料效率结果的影响。实验结果表明,氯化钠气溶胶的粒径分布对于钠焰法过滤效率的最终测试结果有影响,其影响大于滤料制造本身引起的误差;使用计数中值直径(CMD)为(0.09±0.02)μm以及几何标准偏差(GSD)1.78的氯化钠气溶胶进行滤料的钠焰法效率检测,其粒径分布将不会影响滤料等级的评价。     

中国东部气溶胶活化颗粒物浓度对区域气候影响的模拟研究

该工作利用区域模式(WRF),对我国东部三大城市群区域的气溶胶活化颗粒物浓度增加的气候效应进行了模拟研究.结果表明:增加气溶胶活化颗粒物后,我国东部许多地区的地表感热、潜热通量减少,华东大部分地区的地表2m气温降低;降水对气溶胶活化颗粒物浓度增加的响应较为复杂,缺乏一致的规律性,但增加活化颗粒物后,我国东部许多地区的降水明显减少;由气溶胶活化颗粒物浓度变化造成的大气水汽输送和水汽含量的变化,是气溶胶间接效应影响东亚夏季风降水的主要原因.从总体上来说,中国不同地区的气溶胶活化颗粒物浓度增加,使得中国东部大部分地区的低层气温降低、大气湿度降低、降水减少,呈现出干冷化的趋势.     

用CFD分析气溶胶重力沉降行为的影响因素

CFD分析是气溶胶迁移的模拟方法之一.利用FLUENT程序中的离散相模型,可以分析包括重力沉降在内的各种气溶胶迁移行为.使用“气溶胶迁移机理试验”作为算例,通过CFD分析,对比了不同条件下试验容器内气溶胶份额的变化情况,得出影响气溶胶重力沉降行为的影响因素为气体速度和颗粒粒径,为“气溶胶迁移机理试验”提供了参考.     

大气气溶胶粒径分布的数值拟合

介绍了对气溶胶质量浓度按粒径大小分布的数值拟合方法.列举了用10级采样器结合 PIXE 元素分析获得的北京大气气溶胶中元素质量浓度按粒径分布的拟合结果,讨论了实验与理论存在某些偏离的原因,以及数值拟合求得的分布参数在发生源推断中的应用.     

纤维滤料在容尘阶段的过滤性能实验研究

通过容尘实验分析了气溶胶的特性参数对纤维滤料的非稳态过滤性能参数的影响、滤料在容尘阶段的压降Δp、各粒径微区间的分级效率随单位面积累计容尘量的变化特性,以及滤料在粉尘或气溶胶微粒沉积的各个压降阶段的最易透过粒径(MPPS)等.得到了纤维滤料的积尘填充率α的计算式,检验了滤料在容尘阶段的压降经验公式的适用性,并借助于Matlab的回归分析拟合出合适的压降修正式.     

混合与孔板通风下隔离病房内气溶胶扩散特征

对采取混合通风及孔板通风策略下的典型隔离病房内气流组织及气溶胶扩散过程开展了数值模拟研究,以探讨通风策略对病房中气溶胶扩散与沉积的影响．进一步研究了气溶胶颗粒粒径及孔板通风的多孔板开孔率对气溶胶分布的影响．利用文献中试验数据验证了所采用数值模型的准确性．结果表明：相比于混合通风,孔板通风策略可以使病房内的流场、温度场分布更加均匀,并且能加速气溶胶颗粒排出,从而有效降低医护人员的交叉感染风险;小粒径气溶胶颗粒更容易受到流场影响,在病房内扩散悬浮,而大粒径的气溶胶颗粒更容易沉积在地面和病床上;当采取孔板通风时,减小开孔率可以加速气溶胶颗粒的沉积和排出,减少颗粒物在室内的悬浮,降低空气中的病毒感染风险．     

兰州冬季气溶胶的谱特征及其折射率

从兰州冬季气溶胶的实测资料出发，分析得到兰州冬季气溶胶的粒径质量谱呈双峰特征，在近地面和６００ｍ高度谱相似，而质量浓度则有明显的日变化。在假设气溶胶质量密度随粒径不变时，气溶胶气地面层的谱分布可根据其粒径质量谱的特征拟合成Ｊｕｎｇｅ谱加Ｄｅｉｒｍｅｎｄｊｉａｎ谱形式的双谱模式。     

一种改进的DMT云凝结核计数器过饱和比标定方法

提出一种改进的标定云凝结核计数器中等效过饱和比的方法。相对于DMT公司的标定方法, 该方法在流程和数据处理方面都做了改进。标定时观测完整的硫酸铵活化率曲线, 通过高斯误差函数拟合的方法确定硫酸铵活化的临界粒径, 从而减少标定结果的误差。根据该方法, 用户可自行对DMT云凝结核计数器云室过饱和比进行周期性的检验和标定, 保证高质量的云凝结核观测。     

外混合气溶胶吸湿性对其平均消光系数的影响

基于Mie散射理论与气溶胶颗粒粒径及折射率的湿度增长模型,以两种典型吸湿性气溶胶外混合组成的颗粒系为研究对象,计算分析了气溶胶平均消光系数对环境相对湿度的依赖关系。计算结果表明:在可见光与近红外波段,当相对湿度在60%~95%的范围内逐渐增大时,气溶胶颗粒物吸湿增长,使其粒度分布逐渐增宽,等效折射率逐渐减小,造成气溶胶的平均消光系数呈指数规律增长。进一步计算发现,当外混合气溶胶来源一定时,窄分布成分的气溶胶含量越高,或者某一成分的气溶胶粒度分布越窄时,随环境湿度的增大,外混合气溶胶平均消光系数的增长越快。上述方法也适用于预测复杂成分的外混合气溶胶平均消光系数与相对湿度的变化关系,从而为实际大气气溶胶光学性质和大气环境质量的研究提供理论依据。     

<Emphasis Type="Italic">In situ</Emphasis> measurement of PM<Subscript>1</Subscript> organic aerosol in Beijing winter using a high-resolution aerosol mass spectrometer

Organic aerosol (OA) is a crucial component of atmospheric fine particles. To achieve a better understanding of the chemical characteristics and sources of OA in Beijing, the size-resolved chemical composition of submicron aerosols were measured in-situ using a High-Resolution Time-of-Flight Aerosol Mass Spectrometer in the winter of 2010, with a high time resolution of 5 min. During this study, the mean OA mass concentration was 20.9±25.3 μg/m3, varying between 1.9 and 284.6 μg/m3. Elemental analysis showed that the average H/C, O/C and N/C (molar ratio) were 1.70, 0.17, and 0.005, respectively, corresponding to an OM/OC ratio (mass ratio of organic matter to organic carbon) of 1.37. The average mass-based size distributions of OA present a promi- nent accumulation mode peaking at approximately 450 nm. The prominent presence of ultrafine particles (Dva < 100 nm) was mainly from the fresh emissions of combustion sources. A Positive Matrix Factorisation (PMF) analysis of the organic mass spectral dataset differentiated the OA into three components, including hydrocarbon-like (HOA), cooking-related (COA), and oxygenated (OOA) organic aerosols, which, on average, accounted for 26.9%, 49.7% and 23.4%, respectively, of the total organic mass. The HOA and COA likely corresponded to primary organic aerosol (POA) associated with combustion-related and cooking emissions, respectively, and the OOA components corresponded to aged secondary organic aerosol (SOA).     

A modeling study of aerosol effects on cloud radiative property and precipitation

A two-moment (mass and number) warm cloud scheme together with ground and aircraft measurements over Beijing is used in a regional model to study the effects of aerosols on cloud radiative property and precipitation.Using a prescribed tri-modal lognormal aerosol size distribution,the aerosol numbers are calculated from prognostic aerosol masses,for which advection,diffusion,and cloud drop activation/deactivation are considered.Specifically,the accumulation mode of a tri-lognormal aerosol size distribution i...     

Size distribution and element composition of dust aerosol in Chinese Otindag Sandland

Dust aerosol is one important component of atmos-pheric aerosols, and plays important roles in the Earth’s climate system and the biogeochemical cycle. Large amounts of dust aerosols produced from windblown soils and deserts are emitted annually into the atmosphere and transported over long distance to downwind land and ocean areas[1]. The deserts and desertification soils in northern China are important sources of East Asia dust aerosols. It is estimated that 800 Mt of dust aerosols emit-t…     

板式电除尘器中粒子谱变化的矩量法估计

采用矩量法讨论了荷电多分散气溶胶粒子谱在除尘通道中的演化特征,得到了粒子在除尘器中的连续分布情况,计算了粒子谱分布随除尘通道长度和板距变化的情况.结果指出,小粒子和大粒子在通道前端即得到捕集;通道中的粒子谱将一直保持进口处的分布形态.模拟结果还发现,除尘通道增加到一定长度后,分级效率将逐渐稳定;而无论板间距如何变化,粒子捕集效率和通道中粒子谱的演化方式都基本上不会发生改变.     

Extinction efficiencies of mixed aerosols measured by aerosol cavity ring down spectrometry

A cavity ring down spectroscopy instrument was introduced and designed for measuring extinction efficiencies of pure and mixing aerosols in this paper.Through averaging 500 individual waveforms,the minimal detectable aerosol extinction coefficient of 8.4 × 10-7 m-1 was achieved.By the test results using the NaCl particles,we concluded that this system could measure the extinction efficiencies of an aerosol with an uncertainty less than 3% under laboratory controlled experimental conditions.The refractive indices of different aerosols were retrieved through comparing the measured extinction efficiencies of each aerosol type with which predicted by Mie theory.Aerosols composed of ammonium sulphate and succinic acid with different weight ratios were used to create a model of mixed aerosols using these two materials,whose extinction efficiencies and complex refractive indices were derived.The refractive indices of the mixed aerosols were also calculated by various optical mixing rules.We found that all the molar refraction/absorption mixing rule,the volume ratio linear rule,and Maxwell-Garnett rule did provide comparable results,of which the volume ratio linear rule gave a slightly worse fit than the others.     

亚微米颗粒物的沉积与凝并的模拟与实验研究

建立了一个带有粒径高分辨率的亚微米颗粒物的动力学模型,应用高精密仪器SMPS做了系列实验以对模型进行验证.结果表明:采用该模型能够比较准确地预测亚微米颗粒物的粒径谱演变,同时模型显示了对不同峰值形态粒径谱的适应性;表面沉积效应对超细微粒的影响更为明显,凝并与浓度值有着密切的关系;通过亚微米颗粒物的数量浓度和CMD(Count Median Diameter)的变化可以反映凝并的动态特征.     

红外成像大气作用效果模拟

在大气传输理论的基础上研究了红外成像大气作用效果的模拟方法，指出大气效应主要是由湍流和气溶胶的作用引起的，继而分别给出了湍流和气溶胶调制传递函数模型及其参数的预测方法，两调制传递函数相乘即可得到总的大气调制传递函数，并通过计算机模拟验证了此方法的有效性和可行性。     

基于光衰减法的黑碳气溶胶检测算法及其软件实现

为监测大气黑碳气溶胶,依据黑碳气溶胶的光学特性,研究了基于光衰减法的实时监测系统(黑碳仪),设计了基于光衰减法的黑碳气溶胶浓度测量算法。采用虚拟仪器设计方法,利用Delphi7.0和SQL Server2000开发黑碳仪上位机软件。上位机软件实现了黑碳气溶胶浓度测量算法,并能控制下位机运行情况、存储与静态和动态显示黑碳气溶胶浓度值。研制仪器试验结果表明,黑碳气溶胶测量算法与实现软件达到了设计要求。