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空调房间飞沫气溶胶颗粒运动规律研究

近年来,世界范围内的雾霾天气导致患呼吸道传染病的人数大大增加,引发了人们对空气品质的关注。呼吸道传染病毒可以依附于人体讲话、咳嗽、打喷嚏等呼吸行为产生的飞沫气溶胶颗粒在空调房间中运动,污染室内空气并对身体健康造成威胁。针对这一问题,本文采用CFD数值模拟方法对人体持续讲话和一次咳嗽产生的飞沫气溶胶颗粒运动轨迹进行研究,掌握气溶胶颗粒的运动规律和分布特性,为控制呼吸道传染病传播寻求空调房间合理的气流组织形式。本文建立的空调房间包括小型办公室和会议室,考虑送风速度、人体位置和气流组织形式对飞沫气溶胶颗粒运动轨迹的影响,对比多种湍流模型的优缺点和适用性,选择RNGκ-ε湍流模型对空调房间的温度场和速度场进行模拟。分析飞沫气溶胶颗粒的受力情况,采用欧拉-拉格朗日法建立飞沫气溶胶颗粒运动的数学模型。通过SIMPLE算法求解人体持续讲话产生的飞沫气溶胶颗粒的稳态过程,通过PISO算法求解人体咳嗽产生飞沫气溶胶颗粒的非稳态过程。利用速度矢量图  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所)
中国科学院大学(中国科学院地球环境研究所)

黑碳气溶胶作为冰核对华北平原地区积云发展的影响

积云是水汽含量比较充足的常形成于对流层中层和上层的云。在积云形成过程中,气溶胶作为云凝结核(CCN)和冰核(IN)影响其微观和宏观物理特性,进而影响其发生和发展以及降水过程,因此气溶胶和云相互作用的研究在云雾降水和天气气候预测等研究领域充当着不可忽视的重要作用。此外,由于气溶胶粒子种类繁多、时空分布不均匀、物理化学特性复杂多变,因此在不同区域不同种类的云中气溶胶的核化过程也有着很大的差异。本论文利用包括了双参数微物理方案的云分辨的WRF模式(简称CR-WRF模式),对2014年8月24日发生在华北平原地区的一次积云过程进行了数值模拟。CR-WRF模式比较全面地考虑了气溶胶粒子的活化过程,对不同气溶胶的不同核化方案进行了参数化,包括CCN的核化、IN的均质和异质核化等过程。并且考虑了硫酸盐气溶胶作为CCN,令其背景浓度分为HCCN,MCCN和LCCN三个等级,分别对应数密度为9000 , 900 和90 的情况;考虑了黑碳气溶胶...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

昆明理工大学
昆明理工大学

不同粒径烟气气溶胶中主要吃味成分的分布研究

卷烟烟气由不同粒径大小的气溶胶组成,其感官品质与烟气不同粒径气溶胶中吃味成分的含量和分布紧密相关。本文采用单孔道吸烟机结合电子低压撞击器(ELPI)分不同粒径级别捕集烟气气溶胶粒相物,并开展不同粒径卷烟烟气气溶胶中的主要吃味成分的测定,研究的吃味成分包括生物碱类、酚类、糖类、醇类和有机酸类。本文主要包括以下五部分工作:(1)建立了单孔道吸烟机结合电子低压撞击器(ELPI)分12个粒径级别捕集烟气气溶胶粒相物的方法,结果表明方法的相对标准偏差小于10%,并发现实验卷烟样品的气溶胶质量主要分布在0.144-0.722μm。(2)建立了碱提取-气相色谱/质谱联用法,测定7种生物碱在不同粒径烟气气溶胶中含量和浓度。结果表明,捕集的气溶胶中7种生物碱均有检出,其中烟碱含量最高,其他6种生物碱含量较低。烟气中7种生物碱主要集在中等粒径的烟气气溶胶粒相物中,在粒径为0.431μm的粒相物中含量最高;但不同粒径气溶胶中7种生物碱的浓度基本一致。...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

用于纳米颗粒物传输的毛细管进样接口

气溶胶颗粒物是大气污染物的重要组成部分,而新粒子生成是大气中二次细粒子的重要来源。大气中新粒子的粒径非常小(一般小于20 nm),位于气溶胶的凝结核模态,尽管其在空气中的质量浓度小,但数浓度非常大,且能够在大气中继续生长,吸收和散射太阳光,进一步导致雾霾的发生。准确测量大气新粒子的化学成分对于理解其成核和生长机制、揭示大气复合污染物的成因等具有重要的科学意义。气溶胶质谱仪是检测大气中气溶胶颗粒物化学成分的有效工具,且经常采用小孔喷嘴、毛细管和空气动力学透镜等进样装置传输颗粒物。但受限于新粒子及纳米颗粒物的粒径大小,如何实现纳米颗粒物的大气压进样和高效率传输尚存在很大的技术挑战,使得新粒子及纳米颗粒物的化学成分信息十分缺乏。针对上述问题,本文研究中,我们自行研制了一套用于纳米颗粒物传输的毛细管进样接口装置,可用于凝结核模态纳米颗粒物的大气压进样和传输,为研制凝结核模态气溶胶质谱仪、进一步测量和研究纳米颗粒物(尤其是大气新粒子)的化...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

气溶胶单颗粒的混合结构及其对颗粒物吸湿性的影响

气溶胶颗粒物的混合结构与颗粒物的光学特性、吸湿特性息息相关,通过对颗粒物混合结构的分析,可以推断出颗粒物老化、来源和在对流层中的反应特征,这些结果对实验室模拟、外场观测和模式模拟都有重要的科学意义。本文主要研究了在清洁和污染大气中与颗粒物的大小和老化程度相关的单颗粒混合结构问题。为了解决该问题,本论文区分和总结了城市、郊区、农村、清洁背景点、高山站点、生物质燃烧和煤炭燃烧产生的颗粒物类型和混合结构特征。此外,我们还研究了黄河三角洲灰霾天和沙尘天颗粒物混合结构的异同。基于透射电子显微镜-X射线能谱仪(TEM-EDX)等微观仪器分析,本研究将气溶胶分为8大组分:海盐、矿物沙尘、飞灰、金属、烟尘、硫酸盐、硝酸盐和有机物。在这一分类的基础上,我们认为当单个颗粒物中包含两种或两种以上气溶胶组分就将其定义为内混颗粒物,而只含有一种气溶胶组分的颗粒物则归类为外混颗粒物。针对内混的单颗粒,又分为四种非均相混合结构(核壳状结构、哑铃状结构、有机物...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北大学
西北大学

关中地区雾霾天期间气溶胶的时空演变分析

近年来,关中地区雾霾天气较为较重,已对公众健康和生态安全构成了巨大的威胁。现在,我们通常是通过地基站点上的地面仪器对大气环境的污染成分进行连续性的采样与监测,但是这样的地基站点的数量非常有限,既难以观测雾霾的分布范围,也难以在区域尺度上获取雾霾的变化过程。此外,我国排放源复杂多变,不同地区差异大,单纯依靠局地采样容易受本地源影响。因此,近年来越来越多的学者开始利用卫星遥感技术进行雾霾监测。本文基于遥感反演气溶胶的基本原理,以目前应用最广的暗像元算法,利用MODIS L1B数据,通过6S模型构建查找表,定量反演了关中地区12次典型雾霾天时段期间的气溶胶光学厚度,得出了关中地区雾霾天期间气溶胶光学厚度的空间分布格局,并结合HYSPLIT模型、环境空气质量数据、地形特征、人口密度状况以及地面风场,进一步分析了雾霾过程的时空演变规律,探究了污染物的可能来源,具体结论如下:(1)利用暗像元法在ENVI5.1平台上对关中地区12次典型雾霾天...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>