民用煤模拟燃烧排放细颗粒物的单颗粒特征及气态污染物分析

为了解民用燃煤排放的细颗粒物的单颗粒排放特征及气态污染物排放特征,选取烟煤、无烟煤和蜂窝煤三种煤型,在实验室内进行了民用煤燃烧模拟实验及污染物排放水平监测,并采集了燃烧不同煤种细颗粒物的单颗粒样品,对其进行了气态污染水平、单颗粒微观特征及元素组成等研究。结果表明：（1）烟煤引燃阶段以链状烟尘颗粒为主,燃尽阶段以不规则形貌的矿物颗粒为主,无烟煤和蜂窝煤整个过程都以近球形粒子的有机颗粒为主。三种煤型排放颗粒物皆以碳质颗粒为主。（2）燃煤颗粒的粒径分布在0.05~0.80 μm之间,烟煤排放的烟尘集合体粒径均值在0.45~0.55 μm之间,球形粒子与蜂窝煤的球形粒子大小相近,粒径均值在0.15~0.20 μm之间,无烟煤的球形粒子相对较大,粒径均值在0.25~0.35 μm之间。（3）三种煤型的CO排放因子皆比SO₂排放因子高,且烟煤的CO排放因子整体高于无烟煤和蜂窝煤。     

煤矿区城市PM10单颗粒微观形貌及粒径分布特征

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术研究了可吸入颗粒物(PM10)的单颗粒微观形貌类型及粒度分布特征.研究表明,煤矿区城市夏季可吸入颗粒物的微观形貌类型主要有矿物、烟尘集合体、球形颗粒及未知细颗粒.前3种颗粒(未知细颗粒不做统计)的数量百分比分别为41.2％,28.0％和30.8％,体积百分比分别为71.5％,22.3％和6.3％.颗粒物的数量-粒度呈单峰分布,主要分布在0.1～0.4 μm范围内;体积-粒度分布则以大于1 μm的矿物颗粒为主.夏季空气中球形颗粒和规则柱状矿物较多,说明矿区SO2,NOx含量较高而引起的大气二次化学反应严重.强风天气PM10的质量浓度明显降低,颗粒物数量主要分布在0.1～0.4 μm粒径范围内.轻微浮尘天气PM10的质量浓度增大,颗粒物数量主要分布在0.1～0.4和1～2.5μm范围内,粒径大于1 μm的矿物颗粒占总体积(质量)80％.     

单分散气溶胶的声波团聚实验

针对在声波团聚研究中最佳声波参数与气溶胶粒径分布情况之间的关系尚不明确的问题,提出采用单分散气溶胶作为颗粒源,研究不同粒径的单分散气溶胶对最佳声波团聚参数影响的方法.采用单分散癸二酸二异辛酯(DEHs)气溶胶作为颗粒源,研究在不同声场作用下,不同粒径、不同频率对单分散气溶胶数目浓度的影响.颗粒物数目浓度减少率越大,声波团聚的效果越好.结果表明,在选取的1 000~2 200 Hz频率段,大粒径的2μm颗粒物声波团聚效果好于小粒径的0.2和0.5μm的情况,而2μm颗粒物较优的声波团聚频率略低于0.2和0.5μm的颗粒物.     

柴油机燃用铁基FBC燃油的微粒排放特性

制备Fe100、Fe200、Fe300和Fe400铁基FBC燃油.在发动机台架上,分别采用AVL415S烟度计、多阶微孔均匀沉积冲积器(MOUDI)和发动机颗粒粒径谱仪(EEPS),研究柴油机颗粒物排放性能;运用高分辨率透射电镜(HRTEM),分析颗粒物的微观结构特征.结果表明,在额定工况下,FBC燃油滤纸烟度相对于纯柴油有不同程度的降低;Fe300颗粒总质量浓度排放下降,整体粒径向积聚态偏移,粒子数密度分布向核模态偏移,核模态粒子数密度上升,数量中位直径减小;Fe300的颗粒群主要以团簇状的结构为主,分布更杂乱;颗粒的分形维数减小,颗粒间的团聚黏结程度减弱,排列结构更疏松;Fe300颗粒中基本碳粒子的层面间距、微晶曲率增大,微晶尺寸减小,颗粒的石墨化程度减弱.     

汽油车颗粒物排放特性

在底盘测功机上按NEDC循环工况,使用轻型汽油车、轻型柴油车排放测试系统以及电子低压冲击仪(ELPI)对满足国Ⅲ、国Ⅳ的气道喷射和缸内直喷汽油车进行了冷起动和热起动条件下的颗粒物排放特性研究。结果表明:国Ⅲ汽油车冷起动排出的颗粒物数目和粒径比其他汽油车都高,而国Ⅳ直喷汽油车排出的颗粒物的表面积浓度和质量浓度最大。各种汽油车排放的粒子数浓度的数量级相同,均为106,热起动下的颗粒物排放比冷起动减少40%。汽油车的粒径浓度90%以上都分布在0.007～0.378μm,表面积浓度90%以上都分布在0.055～9.83μm,颗粒物质量浓度99%分布在0.091～9.83μm。ELPI计算和颗粒测试系统测量的结果都证明,气道喷射汽油车在EUDC循环下颗粒物质量排放比ECE循环高。试验结果也发现,ELPI计算的颗粒物质量与法规测试系统测量的颗粒物质量之间存在差异。     

西安某高校图书馆真菌气溶胶浓度和粒径分布特征

高校图书馆人员流动频繁,且储藏大量珍贵的图书文献,易形成真菌气溶胶污染.真菌气溶胶污染不仅增加了人体患哮喘和呼吸道疾病的风险,还会加速纸张发霉减少图书的储藏年限.本文以西安某高校图书馆为研究对象,分析了真菌气溶胶的浓度、粒径等分布特征,对典型馆室颗粒物浓度进行对比,并分析了不同环境因素与真菌气溶胶的相关性.结果表明,测试期间图书馆四个典型馆室真菌气溶胶平均浓度为743 CFU/m~3,室内颗粒物平均浓度为大小为49.8μg/m~3,并且室内外颗粒物浓度比(I/O)平均为0.93.真菌气溶胶粒径范围主要集中在2.1～3.3μm和1.1～2.1μm.真菌气溶胶浓度与颗粒物浓度、相对湿度、人员数量和书籍年代之间存在正相关关系,相关系数分别为0.484、0.240、0.492、0.326,而与温度之间呈负相关性,相关系数为-0.338.     

颗粒粒径对低温氮吸附实验的影响——以五峰组—龙马溪组海相含气页岩为例

为了探索页岩颗粒的粒径对低温氮吸附实验的影响和其机理,以渝东南彭水地区五峰组—龙马溪组为例,优选3块TOC和矿物组成差异明显的高—过成熟海相页岩样品,分别开展8组不同粒度(范围为80～4 750μm)的低温氮气吸附实验(LTNA),进而探索颗粒粒径对实验结果的影响,并从孔隙类型和连通性角度揭示了影响机理,提出五峰组—龙马溪组海相页岩LNTA实验建议粒径为180～250μm.研究结果表明:LTNA实验测量的页岩总孔体积明显受粒径的影响,随粒径减小,测量值呈现先逐渐增加、再减小、然后再增加的规律,而对比表面积影响较小.微孔和较小介孔(10nm)以有机孔和黏土矿物晶内-晶间孔为主,具有较长的连续渗流路径长度,在较大粒度区间内(180μm),适当减小粒度能提高该类孔隙的测量值,但随着继续粉碎(180μm),这类孔隙会遭到破坏;而宏孔和较大介孔(10nm)的渗流路径长度较短,需要样品粉碎至一定程度(180～250μm),才能与颗粒外表面有效沟通,其测量值随粒度减小而明显增大,但粉碎程度过高会产生新的微裂缝,导致实验测量值明显高于压汞法和扫描电镜结果.     

南京市夏季城市不同功能区气溶胶污染特征

利用WPS(宽范围颗粒粒径谱仪)、Anderson-Ⅱ型9级撞击采样器测量了2008年夏季典型日南京钟山风景区、鼓楼商业区与江北工业区大气气溶胶数浓度谱分布和质量浓度,分析了城市不同功能区气溶胶粒子的分布特征.结果表明:各功能区大气颗粒物浓度均比较高,达到104 cm-3,数浓度谱均为单峰型,峰值集中在0.01～0.04 μm;其中气溶胶粒子数浓度主要集中在0.01～0.2 μm粒径范围内,其日变化受汽车尾气排放、混合层高度变化的影响较大,且呈现明显的双峰型:粒径为0.01～0.1 μm的超细粒子对总数粒子贡献较大,鼓楼为93.28%,江北为81.66%,钟山为66.52%;细粒子(粒径<1.1 μm)与TSP质量浓度的比值钟山为9.2%,鼓楼33.77%,江北24.98%;质量浓度主要为粗粒子(粒径≥1.1 μm)贡献,但是鼓楼与江北的细粒子的贡献也非常大,说明这两个功能区的细粒子的污染值得关注;数浓度和相对湿度(RH)有密切联系,当RH<75%时其峰值随着相对湿度的增大而增大,当RH>75%时其峰值随着相对湿度的增大而减少,并且相对湿度对细粒子的影响要大于对大粒子的影响.     

重型柴油车实际道路排放颗粒物的粒度分布

利用车载颗粒物测试系统对在实际道路上运行的重型柴油车的颗粒物排放用市内公交车测试循环进行了试验研究。粒度范围为0.007~10μm的颗粒物排放的粒度分布用一台低压电冲击器进行测量。结果表明:对于粒度为0.3μm以下的排放颗粒物数量,达到国Ⅲ排放限值的车(国Ⅲ车)比达到国Ⅱ排放限值的车(国Ⅱ车)平均高出23.8%;对于粒度为0.3μm以上的排放颗粒物数量,国Ⅲ车比国Ⅱ车平均降低27.4%,而在此粒度区间,国Ⅲ车颗粒物排放质量比国Ⅱ车的平均降低65.4%。     

EGR技术对MF/柴油混合燃料燃烧和排放的影响

基于一台高压共轨直喷柴油机,研究了EGR率、2-甲基呋喃掺混比例(质量分数为0%(M0),10%(M10),30%(M30))对柴油机燃烧和排放的影响。实验结果表明:EGR率能显著降低缸内压力,延迟点火时间。NO_x的排放量随着混合燃料中MF的质量分数和EGR率的增加而升高,尾气中Soot的排放量随EGR率的增加也有所上升,但远低于相同工况下纯柴油的排放量。对于M10和M30,EGR率的增大使得颗粒物的数目浓度有所降低,大颗粒数量减少而小颗粒数量增多,总颗粒物的平均粒径变小。研究结果还发现,M0和M10燃料的当量有效燃油消耗率(BSFC)随EGR率的增大而降低,M30在27%工况下的BSFC最高。     

一种基于粒子群优化的粒子滤波改进算法

粒子群优化粒子滤波算法能有效改善粒子退化问题,但其适应度函数受量测噪声方差影响较大,限制了滤波精度的提高.为此,提出了一种基于粒子群优化的粒子滤波改进算法.该算法给出一种新的适应度函数,用当前状态估计值与各粒子状态的差值大小作为评价标准,使得最终优化粒子受噪声方差影响减小,在量测模型精度高的场合中提高了滤波精度.理论分析及仿真结果表明,本文所提算法的滤波性能优于标准粒子滤波与粒子群优化粒子滤波算法.     

采用颗粒检测技术监测和控制膜滤水质

介绍了超滤膜去除颗粒物的特点,指出保证膜出水水质监测和控制的关键指标是颗粒物含量,分析了给水处理领域几种颗粒检测技术的应用特点,对浊度、颗粒计数值、颗粒综合指数及微生物指标的关系进行研究和分析表明,颗粒数是超滤膜出水水质的关键性检测指标,可代替或补充浊度指标.采用颗粒检测仪代替浊度仪来监测和控制超滤膜装置的运行,可为超滤膜装置的有效运行和优质水的生产提供安全保障.     

万有引力优化的粒子滤波算法

针对经典粒子滤波中存在的粒子易退化、易丧失多样性以及滤波精度严重依赖于粒子数量的问题,提出一种万有引力优化的粒子滤波算法．通过万有引力算法优化粒子滤波中的粒子集来提高滤波精度．首先将每个粒子看做质量大小正比于粒子权值的点,粒子间的引力吸引着粒子向高似然区域移动,从而优化粒子集．然后利用精英粒子策略加快万有引力优化算法中粒子收敛速度,并避免粒子陷入局部最优; 引入感知模型防止过度收敛导致的粒子拥挤或重叠．仿真实验表明,该算法在粒子数较少的情况下与经典粒子滤波算法和粒子群优化粒子滤波算法相比,保持了更好的粒子滤波精度和速度．     

三维电极体系中填充粒子的工作机理

为探究三维电极在实际应用中的影响因素,构建了电解槽的模型装置.实验采用自制的有机玻璃电解槽,阳极板选用Ti/RuO2 IrO2,阴极板选用1Gr18Ni9Ti.用一对钛平板电极作为模拟粒子,通过改变主极板电压和粒子间距来测量粒子电流、虚拟槽电压和主极板电流,研究粒子电流的影响因素.实验结果表明,主极板电压和模拟粒子间距是影响粒子电流的主要因素,在电压一定的情况下,模拟粒子电化学反应产物的增加以及主极板电化学产物的增加产生了一个综合效应,三维电极电化学反应器比二维电极电化学反应器能量效率高.     

粒子群优化人工免疫粒子滤波器

为解决粒子滤波算法中存在的粒子退化和样本枯竭问题,提出一种新的粒子滤波算法.利用粒子群优化思想促使采样粒子向高似然区域移动,减缓粒子权值的退化;再通过人工免疫算法中的变异操作扩大算法寻找最优值的范围并增加粒子的多样性,避免算法陷入局部最优,增强算法的全局搜索能力,进而缓解样本枯竭.实验表明,该算法比标准粒子滤波的状态估计精度提高近40倍,比扩展卡尔曼粒子滤波提高近28倍,比无迹卡尔曼粒子滤波提高近6倍,滤波效率为37.523％,是标准粒子滤波的37倍,该算法具有更好的实时性和更高的状态估计精度,能有效缓解粒子的退化和样本的枯竭.     

HMX粒度对其撞击感度的影响研究

通过实验研究了6种粒度HMX的撞击感度,以及将粗细颗粒的样品按一定比例级配后对撞击感度的影响.结果表明,HMX粒度与其撞击感度存在显著的线性相关关系,经粗细颗粒级配后的样品的撞击感度介于粗颗粒样品和细颗粒样品的撞击感度之间,且随着细颗粒所占比例的增大,级配样品的撞击感度减小.本文从理论上对实验结果进行了探讨.     

包覆型均分散纳米粒子Y_2O_3/ZrO_2的制备

以硫酸锆为前驱物,尿素作为沉淀剂,通过溶胶凝胶法制得了均分散纳米粒子碱式碳酸锆（Ｚｒ ＨＢＣ）,将所得纳米粒子Ｚｒ ＨＢＣ悬浮在稀硝酸钇溶液中,以尿素为沉淀剂制得了碱式碳酸钇（Ｙ ＨＢＣ）包覆Ｚｒ ＨＢＣ（Ｙ ＨＢＣ／Ｚｒ ＨＢＣ）复合粒子,详细探索了诸多因素（起始ｐＨ值、陈化方式、温度等）对形成以上两种粒子的影响,复合粒子Ｙ ＨＢＣ／Ｚｒ ＨＢＣ经煅烧后得Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ３粒子。以上各种粒子经ＴＥＭ观察和红外光谱分析证实。Ｙ２Ｏ３／ＺｒＯ２包覆粒子表面组成经ＸＰＳ分析确证。     

小麦粉激光粒度测试探析

采用激光粒度仪测试小麦粉粒度,探讨不同小麦粉的粒度分布规律.测试结果表明:激光粒度测试曲线能够较精确地反映出不同小麦粉的粒度分布特征.不同硬度小麦采用不同研磨强度磨制的小麦粉粒度差异较大,尤其是细小粉粒的分布很不均衡.小麦粉样品的等效粒径微分分布曲线均在10~40μm区间出现一个峰,其峰值高度随着研磨小麦硬度的增大而减小.     

TEM研究交联聚苯乙烯乳胶粒实时粒径大小及分布

通过透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察了苯乙烯／双烯Ａ乳液聚　合过程中实时乳胶粒的生长　过程,结果表明,控制乳胶粒尺寸的最佳时间是在反应的最初阶段。同时还比较了引发剂和　乳化剂加入量不同对乳胶粒粒径大小的影响,结果发现,乳胶粒的粒径随引发剂浓度的增大　而减小,对于分两次加入乳化剂的情况,起决定作用的是第一次的加入量。     

蔗糖结晶图像的特征提取与粒度分析

针对目前蔗糖结晶过程仍然依靠人工目测粒度现状,研究了基于计算机视觉的蔗糖结晶颗粒的粒度分析方法.将分割后的蔗糖颗粒图像进行一系列后续处理,完整地分离出蔗糖结晶颗粒与背景,提取蔗糖结晶颗粒的粒度与形状特征参数后进行表面积当量直径的粒度分析.在粒度分布图形表征及其分布矩基础上,计算表征颗粒粒度的重要参数,如均匀度、平均孔径、变异系数等参数.实现用机器视觉代替人工视觉定量定性地分析与计算粒度,避免了人工目测中以经验判断粒度带来的误差.