采樣管內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)特征及其傳輸效率的研究.pdf

1、大氣顆粒物是我國(guó)大多數(shù)城市的首要污染物，是影響城市空氣質(zhì)量的主要因素。因此，大氣顆粒物的監(jiān)測(cè)與治理迫在眉睫。顆粒物樣品的采集是大氣監(jiān)測(cè)的第一步，也是關(guān)系到監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素，所以研究顆粒物在采樣管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及傳輸效率有著重要的實(shí)際意義。
　　本文以0.1μm～20μm的單分散顆粒為研究對(duì)象，首先，利用數(shù)值模擬的方法分別在層流和湍流狀態(tài)下，對(duì)顆粒在水平直管段、90°彎頭和簡(jiǎn)單組合管（由水平直管、90°彎頭和垂直管依次連接而成

2、）內(nèi)的傳輸特性進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的整理分析得到了顆粒在不同采樣管內(nèi)的傳輸效率;其次，將本文的模擬結(jié)果與現(xiàn)有文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論公式進(jìn)行對(duì)比，探討了采樣管內(nèi)顆粒傳輸效率的影響因素。通過(guò)對(duì)水平直管內(nèi)顆粒傳輸特性的數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，粒子的損失主要來(lái)源于重力和擴(kuò)散作用，顆粒的傳輸效率主要受到流態(tài)、粒徑、管長(zhǎng)、管內(nèi)徑的影響，將模擬結(jié)果與理論公式進(jìn)行對(duì)比分析，在本文中可以近似認(rèn)為顆粒在水平直管內(nèi)的傳輸效率等于在重力和擴(kuò)散力單獨(dú)作用下顆粒傳輸效率的

3、乘積。90°彎頭內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)及傳輸特性比水平直管內(nèi)的情況要復(fù)雜的多，主要是因?yàn)轭w粒不僅受到重力和擴(kuò)散力的影響，還受到離心力和慣性力的綜合作用。此時(shí)，顆粒的傳輸效率與彎頭的彎曲曲率和顆粒的斯托克斯數(shù)有關(guān)，并且發(fā)現(xiàn)本文的模擬結(jié)果與相同工況下的理論計(jì)算結(jié)果吻合的較好。在組合管內(nèi)，顆粒的傳輸效率受到各分部件的共同影響，通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的整理分析發(fā)現(xiàn)，本文所研究的多數(shù)工況下組合管內(nèi)顆粒的傳輸效率與各分部件中顆粒的傳輸效率之積相差較大，這說(shuō)明采樣管的