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可吸入颗粒物声场团聚实验研究

化学工程 2010年第4期38卷 81-84页

作者：孙德帅郭庆杰青岛科技大学化工学院山东省清洁化工过程重点实验室山东青岛266042

在中等强度驻波声场中,对燃煤可吸入颗粒物进行团聚清除实验研究。系统研究声场频率、声压级、可吸入颗粒质量浓度及颗粒在声场中的停留时间对团聚清除效率的影响。实验结果表明:颗粒在声场中团聚的最佳声波频率为1 416 Hz;声压级越高... 详细信息

在中等强度驻波声场中,对燃煤可吸入颗粒物进行团聚清除实验研究。系统研究声场频率、声压级、可吸入颗粒质量浓度及颗粒在声场中的停留时间对团聚清除效率的影响。实验结果表明:颗粒在声场中团聚的最佳声波频率为1 416 Hz;声压级越高越有利于颗粒的团聚,声压为128 dB时颗粒质量清除效率高达27.8%;可吸入颗粒质量浓度增大,颗粒清除效率降低;颗粒在声场停留时间为9—11 s时,团聚清除效率达到最大值。颗粒粒径影响声波团聚过程,粒径颗粒的清除效率高于1.1—4.7μm颗粒的清除效率。

关键词：可吸入颗粒团聚声场驻波

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气体射流作用下燃煤可吸入颗粒的团聚

过程工程学报 2009年第3期9卷 437-440页

作者：孙德帅郭庆杰司崇殿青岛科技大学化工学院山东省清洁化工过程重点实验室山东青岛266042

在可吸入颗粒团聚室中引入气体射流,使团聚室内形成局部湍流强化颗粒碰撞.团聚过程中以撞击式采样器和激光粒子计数器测量可吸入颗粒团聚前后质量与数量变化来评价颗粒的团聚效率.研究结果表明,增大射流出口雷诺数和增大射流与主气流的... 详细信息

在可吸入颗粒团聚室中引入气体射流,使团聚室内形成局部湍流强化颗粒碰撞.团聚过程中以撞击式采样器和激光粒子计数器测量可吸入颗粒团聚前后质量与数量变化来评价颗粒的团聚效率.研究结果表明,增大射流出口雷诺数和增大射流与主气流的气速比均能提高可吸入颗粒的清除效率.射流对不同粒径颗粒的清除效率不同,粒径较小颗粒(颗粒清除效率最高,团聚后颗粒质量中位径由2.83μm增大到5.03μm.增大飞灰质量浓度,可吸入颗粒的质量清除效率与数量清除效率均降低.

关键词：可吸入颗粒团聚射流清除效率

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可吸入颗粒在肺泡中沉积的数值模拟

可吸入颗粒在肺泡中沉积的数值模拟

作者：黄俊浙江大学

学位级别：硕士

空气中可吸入颗粒物,在进入人体呼吸道后,有一部分没有沉积在呼吸道的传导气管上,而是深入到呼吸系统肺泡区沉积,从而导致诸多疾病,如支气管炎、肺气肿、哮喘等。另一方面,越来越多的喷雾药剂被用在治疗呼吸系统疾病中。因此,了解和认... 详细信息

空气中可吸入颗粒物,在进入人体呼吸道后,有一部分没有沉积在呼吸道的传导气管上,而是深入到呼吸系统肺泡区沉积,从而导致诸多疾病,如支气管炎、肺气肿、哮喘等。另一方面,越来越多的喷雾药剂被用在治疗呼吸系统疾病中。因此,了解和认识末端呼吸系统各个结构中的流场特点以及颗粒气溶胶的运动沉积规律非常重要。本文采用计算流体力学(CFD)来模拟肺泡系统中的流场特性和颗粒的传输、沉积特性。连续相采用直接数值模拟(DNS)的方法计算,颗粒采用拉格朗日的方法追踪。主要研究内容包括以下三个部分：第一部分是探究肺泡有节奏地收缩扩张对肺泡域内的流场和颗粒相的影响。结果表明：肺泡收缩扩张使得肺泡管与肺泡内的流体更易相互流通。肺泡的收缩扩张机制对亚微米颗粒产生的作用要远大于布朗力,因此亚微米颗粒更加容易地扩散进入并沉积在弹性肺泡内。第二部分是探究肺泡弹性变形量对肺泡域内的流场和颗粒相的影响。结果表明：肺泡弹性形变量的不同对肺泡域内的流场强度以及流线分布的影响很小,几乎可以忽略。肺泡弹性形变量的不同对颗粒的传输特性的影响不大,但是对亚微米颗粒(dP≤1.0μm)的沉积分布影响显著。肺泡弹性形变量的不同对亚微米颗粒(dP≤0.1μm)以及大尺寸微米级颗粒(dP≥5.0μm)的沉积效率影响显著,对其余尺寸颗粒的沉积效率影响不大。具体表现为大弹性形变量会降低0.1μm颗粒的沉积效率,而小弹性形变量会降低5.0μm颗粒的沉积效率。第三部分是探究颗粒的尺寸以及呼吸周期等非几何因素对颗粒沉积特性的影响。亚微米颗粒的传输主要受布朗力的作用,因此在计算域内的瞬态分布相对均匀;而小尺寸微米级(1.0μm～2.5μm)颗粒主要受流场曳力的作用,因此在计算域内的瞬态分布随流场的不同而不同;而大尺寸微米级颗粒(5.0μm)主要受重力的作用,因此在计算域内偏向重力方向分布。呼吸周期对中尺寸的颗粒(1.0μm～2.0μm)的瞬态分布影响较为显著。因为呼吸周期越大,主流的速度衰减地越慢,主要受流场曳力影响的中尺寸微米级颗粒所受影响自然最为显著。而呼吸周期对多尺寸颗粒的沉积分布特性并没有显著的影响。

关键词：弹性肺泡弹性变形量动网格直接数值模拟可吸入颗粒

聚丙烯腈纤维束对可吸入颗粒物的过滤特性研究

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山东科技大学学报（自然科学版） 2018年第6期37卷 30-37页

作者：房杰刘庆臧浩宇付群飞曹晓强吕宪俊山东科技大学化学与环境工程学院山东青岛266590

采用聚丙烯腈纤维束作为滤材,对粒度为-10μm占93%的可吸入颗粒物进行净化研究,考查了颗粒物入口浓度、过滤风速、纤维束填充率对纤维束过滤器除尘性能的影响。在最佳条件下,纤维束过滤器的最大除尘效率可达85%,随着时间的延长除尘效率... 详细信息

采用聚丙烯腈纤维束作为滤材,对粒度为-10μm占93%的可吸入颗粒物进行净化研究,考查了颗粒物入口浓度、过滤风速、纤维束填充率对纤维束过滤器除尘性能的影响。在最佳条件下,纤维束过滤器的最大除尘效率可达85%,随着时间的延长除尘效率会逐渐降低;压降主要受过滤风速的影响,在过滤器标准过滤风速1.0m/s时,压降仅为26～30Pa。压降和除尘效率随纤维束填充率的增加而增加,填充率1.06%时,除尘性能最佳。

关键词：聚丙烯腈纤维束可吸入颗粒过滤效率压降

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双气体射流作用下燃煤可吸入颗粒团聚研究

环境工程 2016年第2期34卷 69-73页

作者：郑强强张晓东刘亚丽孙德帅秦婷婷青岛大学化学科学与工程学院山东青岛266071

大气中的可吸入颗粒物对有机体危害很大,已经成为世界范围内重要的大气污染源。在可吸入颗粒团聚室内引入双射流,通过双气体射流在团聚室内形成大小不同尺度涡旋,促进流场可吸入颗粒团聚。实验结果表明:10μm以下的可吸入颗粒在单射流... 详细信息

大气中的可吸入颗粒物对有机体危害很大,已经成为世界范围内重要的大气污染源。在可吸入颗粒团聚室内引入双射流,通过双气体射流在团聚室内形成大小不同尺度涡旋,促进流场可吸入颗粒团聚。实验结果表明:10μm以下的可吸入颗粒在单射流作用下减少了21.9%,在双射流作用下减少了58.0%。异侧双射流的团聚清除率高于同侧双射流的清除效率,异侧双射流管间距增加更有利于可吸入颗粒的团聚。双射流管出口Re增加,颗粒质量清除率增大;但不同粒径颗粒的单级团聚效率则与粒径密切相关。颗粒的质量清除率随着主气流与射流流量比增大呈现逐渐减小的趋势。

关键词：可吸入颗粒双射流湍流团聚

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雾霾环境下人体可吸入颗粒智能检测系统设计

科技通报 2014年第9期30卷 50-52,93页

作者：李倩王艳玲张勇田纪亚长春光华学院电气信息学院吉林长春130033

为了提高雾霾环境下人体可吸入颗粒检测的效率和稳定度,提出了基于物联网的雾霾环境下人体可吸入颗粒检测模型,该模型主要包括传感器检测模块、路由器传输模块、数据汇总模块以及上位机模块,传感器检测模块检测雾霾环境下的人体可吸入颗... 详细信息

为了提高雾霾环境下人体可吸入颗粒检测的效率和稳定度,提出了基于物联网的雾霾环境下人体可吸入颗粒检测模型,该模型主要包括传感器检测模块、路由器传输模块、数据汇总模块以及上位机模块,传感器检测模块检测雾霾环境下的人体可吸入颗粒PM2.5浓度信息,引入一种人体肺部PM2.5浓度检测估计模型,估算雾霾环境下人体可吸入颗粒PM2.5的浓度,实现人体可吸人颗粒PM2.5的准确检测。实验结果说明,相比有线网络人体可吸入颗粒检测模型,所提模型的检测效率、精度较高,并且具有较高的鲁棒性。

关键词：物联网雾霾人体可吸入颗粒

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声场作用下的燃煤飞灰可吸入颗粒的团聚研究

声场作用下的燃煤飞灰可吸入颗粒的团聚研究

作者：杨振楠青岛科技大学

学位级别：硕士

煤炭是我国的丰要能源，仉其大量燃烧已经对环境造成了严重的污染。燃煤排收的烟尘是大气环境中可吸八颗粒物的牛要米源，其中的细颗粒物PM2．5是影响我同空气质量的主要污染物。这些颗粒物粒径小、数量多、富集多种有害物质，对环境利... 详细信息

煤炭是我国的丰要能源，仉其大量燃烧已经对环境造成了严重的污染。燃煤排收的烟尘是大气环境中可吸八颗粒物的牛要米源，其中的细颗粒物PM2．5是影响我同空气质量的主要污染物。这些颗粒物粒径小、数量多、富集多种有害物质，对环境利人体健康造成了严重的危吉。但目前常规的除尘设备，如静电除尘器和旋风离器对其清除效率部很低。外场作用促进团聚对丁细颗粒的清除是一种有设和可行的方法。通过外场作用，细颗粒发牛碰撞，借由颗粒间牯附力团聚长大。团聚后产牛的大尺度团聚仆平均粒径增人，通过常规的除尘设备可以容易地将其从烟气中清除，从而达到控制可吸入颗粒排放的目的。气固湍流射流单独作用的实验结果表明，引入射流后，颗粒扯团聚室内团聚沉降，撞击式采样器收集到的顺粒质量减少，颗粒清除效率提高。加入粗颗粒可有效提高可吸入颗粒清除效率，上上随半H颗粒粒径增大，清除效率提高更显。增人射流。L体流速，颗粒清除效率明显提商。当射流垂直于主气流进入团聚室时，，可吸入颗粒清缘效率最高，射流逆向倾斜入射HJ颗粒清除效率高于射流同向射清涂效率。在空气、CO以及CO和N混合气三种气氛下，团聚室入声波以强化燃煤灰可吸入颗粒团聚。文验结果显示，不同气氛下卢波对同种颗粒具有不同的夹带效果，颗粒的团聚效果也不。空气气氛下旧颗粒质量清除效率最高，为37％。随着。体流速加快，颗粒清除效率逐渐提高，存10ms。。时最佳;高于这一气速，清除效率变化较小。气体相对湿度影颗响颗粒间含水量，进而影响～顺卡寺司的千细管力.相对湿度达到42%，颗粒清除效率最高．外场州司作用下的实验结果表明，协同外场作用于团聚室，可吸入顺粒的团聚清除效率逃到45．4％。刈于给定的燃煤飞灰颗粒，存存个卢波频率使网聚效果最佳，木研宄为1416 Hz,气固射流的湍流能加强了颗粒存卢波中的碰撞。随着射流气速增加，颗粒清除效率首先提高，速度为25ms-1到达最高，之后效率降低。由于不同相对湿度下可吸入颗粒团聚机理的差芹，粒径小于2um及大于9Lun清除效率较高。

关键词：可吸入颗粒团聚清除效率湍流卢波协同外场

地铁车厢及站场的可吸入颗粒分布规律研究——以深圳市地铁一号线为例

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地铁车厢及站场的可吸入颗粒分布规律研究——以深圳市地铁一号线...

作者：殷展深圳大学

学位级别：硕士

地铁已经成为了其中重要的组成部分,乘坐地铁的人也越来越多,然而地铁内的空气质量问题一直备受关注。环境会直接影响到人们的身体状况,特别是当前国内很多城市出现了不同程度的空气污染情况,甚至部分城市常常出现“爆表”的情况。这主... 详细信息

地铁已经成为了其中重要的组成部分,乘坐地铁的人也越来越多,然而地铁内的空气质量问题一直备受关注。环境会直接影响到人们的身体状况,特别是当前国内很多城市出现了不同程度的空气污染情况,甚至部分城市常常出现“爆表”的情况。这主要与空气中包含的微生物、可吸入粉尘等物质有着直接的关系。采用理论研究与实地分析相结合的研究方式,对地铁中包含的可吸入颗粒物的具体运动特征、分布规律进行全面研究,并根据研究的结果对地铁中包含的细微颗粒物的有效控制提供较多的参考数据,有着较为重要的实际与理论意义。首先综述了地铁车厢内可吸入颗粒物研究情况,阐述了地铁规划理论与方法、可吸入颗粒物研究及地铁车厢内可吸入颗粒物的相关研究。然后,概括了深圳地铁一号线的基本情况,对深圳地铁一号线内的可吸入颗粒物进行了测定与评价,主要有测定指标、测定地点、测定时间,对深圳地铁一号线可吸入颗粒物开展了问卷调查,同时还调查了可吸入颗粒物的不同月份、时段、位置的空气质量主观评价分析情况及引发的不适等;深圳地铁一号线可吸入颗粒物主要来源是列车制动、铁轨与车轮之间出现的机械磨损,需要采取多种措施进行防治。其次,研究了深圳地铁一号线典型站点的客流情况和站场不同层次可吸入颗粒物分布情况。最后测定了整条一号线可吸入颗粒物的分布特征及影响因素。测定了深圳地铁一号线室内、站厅和站台三处的PM与PM数值,估算了地铁客流量及发车统计。根据监测结果可看到,站台与站厅的PM的浓度分别为35.5μg/m、71.7μg/m。两种颗粒物浓度变化情况较为一致,当列车停站打开车门时,两者的浓度均出现明显增加;车厢、站台的PM、PM表现出明显的相关性表明车厢内的颗粒物、站台内颗粒物来源有交叉,同时,站台颗粒物会向车厢渗透。

关键词：地铁车厢及站场可吸入颗粒分布规律深圳市地铁一号线

燃煤飞灰可吸入颗粒声波团聚与破碎现象的实验研究

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燃煤飞灰可吸入颗粒声波团聚与破碎现象的实验研究

作者：黄晓宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着社会对大气污染的重视,颗粒物污染,尤其是可吸入颗粒物污染越来越受到人们广泛的关注。由于可吸入颗粒具有粒径小,比表面积大的特点,富集大量重金属、芳香烃等致癌物质的细颗粒物可以直接穿过肺泡血管进入人体血液循环,对人体具有... 详细信息

随着社会对大气污染的重视,颗粒物污染,尤其是可吸入颗粒物污染越来越受到人们广泛的关注。由于可吸入颗粒具有粒径小,比表面积大的特点,富集大量重金属、芳香烃等致癌物质的细颗粒物可以直接穿过肺泡血管进入人体血液循环,对人体具有极强的危害性。目前工业常用的除尘技术对可吸入颗粒物脱除效率低下,急需寻求新的可吸入颗粒物控制技术。在目前提出的新技术中,声波团聚被认为是一种有效的可吸入颗粒物控制技术。在高强声场的作用下,不同粒径的颗粒随着声波发生振动,小颗粒物一旦发生碰撞,便可聚集成更大的颗粒。大颗粒容易被传统除尘设备脱除,从而提高了除尘效率。本文搭建了声波团聚脱除可吸入颗粒物实验台,对3种不同粒径分布的燃煤飞灰在在声场中团聚与破碎情况进行了实验研究。实验表明,对于整体粒径小于10μm的单峰颗粒物,声压级越大,团聚效率越高;对于本次实验采用的大粒径范围双峰分布颗粒物,最佳声压级分别为115dB与120dB,团聚效率达到25%和57%。当声压级超过最佳声压级后,团聚颗粒出现破碎现象。双峰颗粒物第二峰值粒径对高声压级较为敏感,第二峰值粒径越大,引起团聚体颗粒破碎的声压级越低。同时本文通过联合喷雾的方法提高颗粒物声波团聚效率。实验表明,喷雾不改变声波团聚最佳频率,在1200Hz时团聚效果最好。加入喷雾能够提高团聚效率,同时避免大粒径范围颗粒在高声压级下团聚破碎。

关键词：声波团聚与破碎可吸入颗粒颗粒粒径分布喷雾