空气中油雾和粉尘自然扩散对比实验研究

为对比油雾和粉尘在室内的自然扩散特性,在无通风的条件下,分别发散一定浓度的油雾和粉尘,利用光学粒径谱仪对油雾和粉尘颗粒物浓度连续监测,记录空气中的颗粒残存比例随时间的变化,发现油雾和粉尘气溶胶中同粒径颗粒的自然扩散过程存在差异:油雾气溶胶的颗粒数浓度比粉尘气溶胶的颗粒在空气中衰减更快。同时发散粉尘和油雾,混合后扩散到室内,发现颗粒物粒径构成是两者的叠加。实验结果表明:油雾粒子比粉尘粒子自然扩散速度快,油雾气溶胶和粉尘气溶胶混合时,两种颗粒物之间并没有明显的凝并作用。     

基于湍流-布朗效应的焊接气溶胶运动特征数值模拟研究

为了探究手工电弧焊接气溶胶颗粒的运动轨迹和扩散分布规律，根据气溶胶动力学、等离子体流动力学和计算流体力学原理，结合湍流流动和颗粒物布朗效应，建立了等离子体-热空气-颗粒物动量、能量耦合的焊接气溶胶颗粒扩散数学模型，并通过数值模拟探究了焊条夹角及颗粒物粒径对焊接气溶胶运动状态及水平、竖直分布特征的影响。研究结果表明：焊条夹角对于焊接颗粒物的初始位置分布及运动轨迹具有重要的影响，颗粒物产生的区域将向着背离焊条倾斜方向偏移，这一偏移将随着焊条与平面夹角的减小而增大；在焊接亚微米气溶胶颗粒的自由扩散过程中，颗粒的扩散分布与粒径密切相关，对于小粒径颗粒物，特别是0.1μm的超细颗粒物，在布朗力的作用下，颗粒物的水平距离原点矩D>75 mm,而对于粒径在0.5μm以上的较大颗粒物，其D<15 mm。说明粒径较小的颗粒物扩散性更强，分布更为广泛，由于分子滑移的作用，气流对超细颗粒物的拖曳效应下降，小粒径颗粒物的运动轨迹更易与气流方向发生偏离。     

室内气溶胶颗粒浓度分布与传播特性的研究——对人体颗粒暴露的影响

气溶胶对室内空气品质的影响日益受到重视,可吸入颗粒物和其可能携带的病毒对人体的健康造成直接威胁.本文综述了典型室内气流组织形态和不同粒径、不同颗粒源位置以及不同换气次数下颗粒物的浓度分布和传播特性.分析发现:室内颗粒浓度分布受粒径变化影响显著;地板送风中颗粒发生源位置直接影响室内人体呼吸区浓度分布;对于置换通风,即使颗粒源在同一位置,但释放方向不同也将形成不同的室内颗粒浓度分布;对于混合通风,由于流场分布均匀,室内颗粒浓度分布受污染源位置的影响较小;加大换气次数可以减少悬浮颗粒物浓度,但是由此引起的较高风速也会增加颗粒对流扩散的速度,从而增加人体颗粒暴露.     

室内PM_(2.5)静态沉积模型的理论与实验研究

室内PM2.5颗粒污染已经是全球关注的热点,但是目前的研究仅限于室内污染源对PM2.5浓度的影响,关于PM2.5颗粒物沉积模型的研究还很少。本文对室内PM2.5浓度进行了动态监测,研究了室内PM2.5颗粒物的沉积规律,确定了室内PM2.5颗粒物的沉积模型,并结合实验测试结果对沉积模型进行了验证,为室内PM2.5颗粒物污染研究提供了参考。     

不同垂直绿化模式对生物气溶胶的影响——以浙江省临海市六角井未来社区环境模拟为例

【目的】垂直绿化可以过滤空气中的气溶胶颗粒,但垂直绿化模式与生物气溶胶吸附效率之间的相关性研究较少。规划者应采用模拟技术等手段对不同方案场景进行先期验证,以减少生物气溶胶颗粒在社区内的扩散。【方法】利用数值模拟模型,探讨了高建筑密度社区垂直绿化的配置模式对环境中生物气溶胶浓度的影响,根据垂直绿化立面覆盖率（GFR）和垂直绿化立面朝向（GO）2个指标,分析了9种垂直绿化模式对环境中生物气溶胶浓度的影响。【结果】研究表明：随着GFR的升高,垂直绿化对环境中生物气溶胶浓度的降低效果逐渐增强;当GFR超过67%时,对生物气溶胶浓度的减少效果出现边际递减效应;GO为主要迎风方向时,对环境中生物气溶胶的浓度有着较强的降低效果。【结论】引入数值模拟模型可以有效评估和预测不同垂直绿化模式对生物气溶胶浓度的控制效果,从而优化社区垂直绿化实施方案。     

基于大涡模拟的人体呼出气溶胶颗粒运动规律研究

考虑了不同呼吸模式(持续呼气与间歇呼吸)和不同通风情况(通风与无通风),运用大涡模型对坐姿女性人体鼻呼吸产生的气溶胶颗粒的运动规律进行了数值模拟,对比分析了不同工况下的热羽流、呼吸域流场及气溶胶颗粒扩散特性。结果表明:无通风情况下的持续呼气模式与间歇呼吸模式呼出的气溶胶颗粒运动规律很接近;通风情况下间歇呼吸模式呼出的气溶胶颗粒的扩散距离更远,持续呼气模式呼出的气溶胶颗粒的最大浓度更高,而间歇呼吸模式下的吸气过程会回吸总量7%~11%的气溶胶颗粒;在扩散一定时间后,通风增大了气溶胶颗粒的最大传播直线距离,但是短时间内气溶胶颗粒的排除量能达到25%以上。     

颗粒物对围护结构的穿透系数与换气次数关系的探讨

室外颗粒污染物可以通过建筑围护结构缝隙进入室内,并对室内空气品质产生影响。通常用穿透系数来表征室外颗粒污染物穿过建筑围护结构进入室内的通过性。考虑到建筑围护结构在室内外空气交换流通和室外颗粒物进入室内的过程中所起到的关键作用,建立了室外颗粒物对围护结构的穿透系数与换气次数的关联性模型。分析、阐述了换气次数对颗粒物穿透系数的影响。通过模拟工况的数值计算,讨论了在研究室外环境对室内颗粒污染物浓度的影响中考虑穿透系数与换气次数之间关联性的必要性。     

窗口开启方式对PM2.5室内运动影响的探究

采用FLUENT软件模拟自然通风条件下,不同窗口开启方式下住宅室内PM2.5的运动和分布情况。窗口开启方式选择平开窗、上悬窗及下悬窗3种。连续相模拟采用标准模型,颗粒相模拟采用离散相模型(DPM)。研究结果表明:在室外空气质量优于室内的前提下,平开窗工况下,室内流场均匀平稳,室内颗粒物平均浓度最低;上悬窗工况下,对气流向上的引导作用造成下部人员活动区新风量降低,颗粒物堆积不易排出,室内颗粒物平均浓度最高;下悬窗工况下室内颗粒物平均浓度介于两工况之间。     

悬浮颗粒数值模拟模型改进研究

分析了目前气粒两相流模拟研究中所使用的方法和模型，针对洁净室内悬浮颗粒极为稀疏的特点，提出了一个改进的颗粒模型，该模型中将颗粒相处理为连续介质，采用当地颗粒湍流动能与浓度梯度来模拟颗粒的扩散。用此模型对全顶棚送风下部两侧回风洁净室内悬浮颗粒的分布进行了模拟计算，与浓度模型模拟所得结果比较发现，改进模型不但在精度方面有明显提高，而且与实验值吻合良好。     

办公室内颗粒污染物动态特性测试研究

通过测试一个典型办公室内颗粒污染物的质量浓度和粒子数浓度,分别研究了开窗和不开窗两种条件下的烟燃烧、室内人员走路日常活动、以及室外污染源作用下室内颗粒污染物的动态特性,研究结果表明,当室外污染物浓度较小时,开窗既降低了室内颗粒物浓度的增幅,又降低了室内颗粒物浓度下降到较低水平的时间。人员走路这种情况下,部分颗粒物会由于二次悬浮作用而引起室内颗粒物增长,随后又由于重力作用而发生沉降。在室外污染严重的地区,由于渗透作用,室外污染物浓度对室内颗粒物浓度影响最为显著。     

可吸入颗粒物围护结构渗透机理研究进展

可吸入颗粒物通过建筑围护结构从室外渗透进入室内,是室内颗粒物不可忽视的重要来源。本文系统评述了室外颗粒物向室内渗透的最新研究进展,从室内颗粒物的质量平衡方程出发简要分析了室内颗粒物浓度的主要影响因素,辨析了颗粒渗透研究中穿透系数、渗透因子和室内外颗粒物浓度比等常用术语的区别与联系,从现场测试、实验室研究、模型研究三个方面总结了颗粒物渗透研究方法以及主要结论和成果,最后给出了相关研究分析建议和展望。旨在为可吸入颗粒物围护结构渗透相关研究工作厘清思路,为我国相关研究工作的深入开展奠定基础。     

室内颗粒物的来源和特点研究

分析了国内外在室内颗粒物的来源和室内外颗粒源对室内颗粒物浓度的影响方面的研究进展。指出了目前研究中存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

低温地板辐射采暖室内颗粒物分布模拟研究

采用计算流体力学方法,针对低温地板辐射采暖房间存在室内颗粒污染源时,对室内颗粒物随时间、空间变化的运动特性进行了数值模拟研究。研究结果表明,室内污染源(Z=1.5 m的发烟器平面)存在时,在t=60 s时,2.5μm的颗粒物已经扩散到整个房间内。小粒径(dp5μm)的颗粒物受到浮升力的作用随气流的跟随性很强,而大粒径(dp10μm)的颗粒物受重力作用大部分聚集在地面附近。     

高压高频复合电场气溶胶凝并效果的实验研究

本文对净化实验室内高压高频复合电场作用下的气溶胶凝并进行了研究。通过测量室内不同粒径段颗粒物在不同初始浓度N状态下浓度减半所需的半值时间TH,计算得出对应的凝并系数K。测试结果表明:初始浓度减低,半值时间减少而凝并系数K提高,随着浓度的增加浓度减半所需的换气次数将减小,证实了高压-高频电场具有使空间微小颗粒加速凝并的作用,为工程应用奠定了理论基础。     

室内颗粒污染的源辨识与源解析

辨识室内颗粒物来源与分析室内颗粒物元素特征称为源辨识与源解析,是进行室内空气污染控制与净化的理论依据与前提条件。本文通过对室内空气品质（IAQ）模型进行理论分析,阐明了室内外污染源与室内颗粒物浓度之间的关系。指出室内颗粒污染物研究应根据污染源已知与未知两种情况进行讨论,并针对不同的情况分别采用源辨识与源解析技术。     

非单向流洁净室洁净度的理论计算与实验研究

目前在设计洁净室的空调送风系统时,送风量的确定多采用设计规范中的经验数据,这往往会使得所设计的换气次数过大,造成能源的大量浪费。为了减少这种现象的发生,需要依据洁净室室内实际颗粒物浓度和工艺要求的洁净度等级来建立颗粒污染物负荷控制换气次数的理论计算模型。本文在对原有洁净室理论计算模型进行完善和改进的基础上,建立了新的计算模型;而后通过实验方法对洁净室可能达到的一些典型条件进行了实际模拟,将实测结果与理论计算的结果进行了比较,并以此对理论计算模型进行了修正。通过理论和实验研究可知,洁净室室内的颗粒物浓度主要取决于室内的发尘量、换气次数的大小和洁净室室内气流组织形式。     

颗粒物浓度求换气次数方法的探讨

室内颗粒物浓度大小与房间换气次数紧密相关。在房间无室内污染源,且只有渗透风作用时,当确定了缝隙颗粒穿透系数和室内颗粒沉降率的取值范围后,便可根据室内颗粒物质量守恒原理,由室内外颗粒物浓度求解房间换气次数。以一个仅渗透风作用的房间作为研究对象,通过多工况测量室内外颗粒物浓度,求得了各工况房间的换气次数。与此同时,采用示踪气体法测量获得房间实际换气次数,通过颗粒物浓度获得的换气次数与实际换气次数比较可知：颗粒物浓度采样时间间隔在30 min以上时,颗粒物浓度计算得到的换气次数与实际值偏差大于40%。但时间间隔控制在6～15 min左右时,计算得到的换气次数与实际值偏差为10%～13.6%,说明采用小于15 min间隔测量颗粒物浓度求解换气次数是可行的。     

应用CFD方法模拟室内气溶胶的传输与沉积

本文对采用基于CFD模型的气溶胶传输与沉降的研究进行了综述,详细介绍了适用于室内气溶胶传输与沉积模拟的数值方法,对比了采用欧拉法以及拉格朗日法的数学模型以及各学者对其进行的假设与修正。同时,给出了各个研究者采用上述模型进行室内气溶胶模拟的实例并对其进行讨论,得出了不同模拟方法研究气溶胶传输及沉降的优势以及存在的问题。     

密闭室内近壁热源上方颗粒物浓度预测模型

有效预测近壁热源上方的颗粒物浓度,有助于利用热羽流贴附效应改善悬浮颗粒状况及减少有害沉积。为此,采用Grimm 1.109系列粉尘监测器对近壁热源上方的PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1质量浓度进行了24 h实验监测,并利用实验数据对既有颗粒物浓度预测模型进行修正,建立了密闭室内近壁热源上方颗粒物无因次浓度预测模型。研究结果表明所建立的模型能较好地预测密闭室内近壁热源上方PM_(10)、PM_(2.5)和PM_1的无因次浓度。     

房间气流组织方式对室内PM2.5浓度分布的影响研究

介绍了细颗粒物的定义,分析了室内细颗粒物对人体健康的危害。针对会议室人员较多且吸烟对其影响大的特点,选取某会议室作为研究对象,对吸烟造成室内颗粒物浓度变化的影响进行数值模拟。通过改变通风形式,模拟出了室内细颗粒物的速度场和浓度场。结果表明,置换通风方式更有利于排除室内工作区的PM2.5,提高室内的空气品质。