本文關(guān)鍵詞：室內(nèi)細顆粒物熱泳效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：室內(nèi)環(huán)境是人類生活和工作的主要地點,因此室內(nèi)空氣品質(zhì)已經(jīng)成為全球關(guān)注的一大問題。較小粒徑的顆粒物可以進入人體內(nèi)部,干擾人體器官的正常運行,進而引發(fā)一系列疾病。同時,細顆粒物沉降到工業(yè)產(chǎn)品、電子設(shè)備等表面,還能引起產(chǎn)品表面的腐蝕以及設(shè)備的損壞。因此展開對室內(nèi)細顆粒物動力行為的研究具有重要現(xiàn)實意義。目前為止,國內(nèi)外關(guān)于細顆粒物的動力學(xué)、不同室內(nèi)環(huán)境下顆粒物運動特性以及熱泳效應(yīng)對于室內(nèi)顆粒物運動特性影響的研究都已經(jīng)有了一定發(fā)展,但是對于不同粒徑以及不同溫度梯度下熱泳效應(yīng)的大小以及熱泳效應(yīng)對于顆粒沉降的具體影響程度的相關(guān)研究還很少。本文對室內(nèi)空間流場特征及近壁面的高溫度梯度區(qū)域內(nèi)單個顆粒的受力進行了理論分析及數(shù)值模擬,對比了重力、阻力、熱泳力及Saffman力的大小,同時討論了不同溫度梯度情況下不同粒徑顆粒的受力情況以及熱泳效應(yīng)對顆粒物沉降速度的影響,得到了熱泳效應(yīng)的初步規(guī)律。主要研究內(nèi)容有以下幾點:首先,從體積分數(shù)與松弛時間兩個方面進行了理論分析,判定室內(nèi)的空氣-顆粒兩相流屬于稀疏兩相流,從而為對室內(nèi)流場中顆粒物熱泳效應(yīng)影響下運動的數(shù)值模擬確定了條件;環(huán)境中溫度梯度的存在會進而導(dǎo)致顆粒的不均勻分布,而亞微米顆粒物的碰撞凝并概率與濃度分布之間有著密切的聯(lián)系,因此為了對考慮熱泳效應(yīng)情況下顆粒物的運動模型進行一定的完善,本文建立了顆粒物碰壁數(shù)及顆粒之間碰撞的概率模型,并對碰撞結(jié)果進行了分析,得出隨著碰撞初速度以及顆粒數(shù)密度的增加,亞微米顆粒碰撞后發(fā)生凝并的可能性也會增加,因此熱泳存在下,在數(shù)密度及速度較大的情況下,亞微米顆粒的運動需要適當(dāng)考慮顆粒間的碰撞;為確定室內(nèi)細顆粒物的計算粒徑,通過實驗得出室內(nèi)顆粒物主要分布在5~500nm的粒徑范圍,因此選取1?m以內(nèi)的粒徑范圍進行受力計算與熱泳效應(yīng)分析。其次,為研究室內(nèi)流場下細顆粒物的熱泳效應(yīng),運用數(shù)值模擬方法對室內(nèi)氣相流場進行了分析,選取典型的機械送風(fēng)會議室作為計算模型,假設(shè)室內(nèi)放置一溫度高于室內(nèi)氣流的壁面,在流場計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,計算與驗證了近壁面區(qū)域的溫度梯度與速度梯度,確定了熱壁面存在下對附近流場造成影響的范圍。第三,在氣相流場的模擬結(jié)果基礎(chǔ)上對近熱壁面區(qū)域內(nèi)單個顆粒的受力的相對大小進行了具體計算及大小量級的對比,得出結(jié)論:粒徑?0.1?m的亞微米顆粒受到熱泳力的作用較強。熱泳的存在會降低亞微米大小的顆粒在熱壁面上的沉積量;而對于較大粒徑的顆粒,其受到的重力較大,相比于小粒徑顆粒更易發(fā)生沉積;第四,為了了解不同溫度場下顆粒物的運動情況,對熱壁面及冷壁面存在下顆粒的運動分布進行了數(shù)值模擬,得出:在熱泳效應(yīng)的影響下,在熱壁面上部高溫度梯度區(qū),顆粒濃度較低,遠離此區(qū)域一定位置處,顆粒出現(xiàn)高濃度聚集分布的現(xiàn)象;在近冷壁面的高溫度梯度區(qū),顆粒呈現(xiàn)較高濃度分布的現(xiàn)象,遠離此區(qū)域的位置,顆粒呈現(xiàn)低濃度的分布現(xiàn)象;最后,建立了不同粒徑顆粒物在不同方向平面上的沉積速度模型,并考慮熱泳效應(yīng)造成的顆粒局部高濃度聚集現(xiàn)象,提出在模型中添加顆粒碰撞因素的方法,以水平向上壁面上顆粒的沉積為例進行了驗證。研究表明:不考慮熱泳力影響時,粒徑?0.1?m的顆粒物的沉積受到湍流和布朗擴散的主導(dǎo)作用;粒徑?0.1?m的顆粒,其受到的重力的作用更加明顯,隨著粒徑的增加,相應(yīng)的沉降速度持續(xù)增長;考慮熱泳力的作用時,粒徑?0.3?m顆粒受到熱泳效應(yīng)的影響較為顯著,熱顆粒在水平冷壁面上的沉積速度明顯增大,在水平熱壁面上的沉積速度明顯減小;當(dāng)壁面溫度高于流體溫度達到20℃的量級時,粒徑?0.3?m的顆粒在水平熱壁面上的沉積速度小于1010-數(shù)量級,幾乎很難在壁面上形成沉積。
【關(guān)鍵詞】：細顆粒物 熱泳效應(yīng) 數(shù)值模擬 沉積速度
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X513;TU83
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 室內(nèi)細顆粒物的來源及分類12-13
• 1.3 室內(nèi)細顆粒物熱泳效應(yīng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 本課題的研究目的及創(chuàng)新點16-17
• 1.4.1 研究目的16
• 1.4.2 創(chuàng)新點16-17
• 第二章 室內(nèi)細顆粒物運動特性分析17-38
• 2.1 單個顆粒的受力方程17-23
• 2.2 室內(nèi)氣固稀疏兩相流的動力學(xué)判定23-26
• 2.2.1 體積分數(shù)判定法23-25
• 2.2.2 松弛時間判定法25-26
• 2.3 細顆粒物碰撞模型26-34
• 2.3.1 建立碰撞模型的前提假設(shè)26-27
• 2.3.2 細顆粒物碰壁數(shù)模型27-28
• 2.3.3 顆粒-顆粒間碰撞概率模型28-29
• 2.3.4 細顆粒物間碰撞結(jié)果分析29-34
• 2.4 室內(nèi)顆粒物粒徑分布特征實驗34-36
• 2.4.1 實驗儀器34-35
• 2.4.2 實驗過程35
• 2.4.3 實驗結(jié)果35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第三章 室內(nèi)氣相流場的數(shù)值計算及顆粒受力分析38-58
• 3.1 室內(nèi)通風(fēng)形式及各種通風(fēng)形式下的流場分布38-39
• 3.2 流場數(shù)值計算理論基礎(chǔ)39-43
• 3.2.1 湍流的數(shù)值計算方法40-41
• 3.2.2 室內(nèi)氣流組織的控制方程組模型41-42
• 3.2.3 壁面函數(shù)42-43
• 3.3 研究對象及模擬結(jié)果43-48
• 3.3.1 研究對象43-44
• 3.3.2 湍流模型的選擇44
• 3.3.3 計算前處理及條件設(shè)置44-46
• 3.3.4 模擬結(jié)果及分析46-48
• 3.4 近壁邊界層的計算與驗證48-52
• 3.4.1 邊界層的定義48-49
• 3.4.2 邊界層的計算與驗證49-52
• 3.5 近熱壁單個顆粒受力大小的分析52-56
• 3.5.1 近壁面處力的量級分析52-56
• 3.5.2 結(jié)果分析56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第四章 壁面溫度對顆粒物運動影響的數(shù)值模擬58-63
• 4.1 顆粒運動數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)58-59
• 4.2 模型的選取59-60
• 4.3 模擬計算結(jié)果分析60-61
• 4.3.1 熱壁面時顆粒濃度分布60-61
• 4.3.2 冷壁面時顆粒濃度分布61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第五章 顆粒物在壁面上的沉積63-74
• 5.1 顆粒的擴散模型63-67
• 5.1.1 湍流擴散64-66
• 5.1.2 重力、熱泳與布朗擴散66-67
• 5.2 摩擦速度及顆粒的濃度邊界層67-68
• 5.3 顆粒的沉積速度68-70
• 5.3.1 垂直表面上顆粒的沉積速度69
• 5.3.2 水平表面上顆粒的沉積速度69-70
• 5.4 實例驗證70-72
• 5.5 本章小結(jié)72-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀學(xué)位期間主要成果80-81
• 致謝81-82

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙毓梅，，李秋營，范建，李炳太;大氣粗細顆粒物對大鼠肺泡巨噬細胞的影響[J];中國公共衛(wèi)生學(xué)報;1995年04期

2 王耘;;科技期刊中“細顆粒物”符號表示方法調(diào)查與分析[J];中國科技術(shù)語;2014年01期

3 范柏祥,孫熙,王金波;可吸入細顆粒物的治理[J];中國環(huán)保產(chǎn)業(yè);2003年03期

4 楊書申;邵龍義;;大氣細顆粒物的透射電子顯微鏡研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2007年02期

5 馮加良;胡小玲;管晶晶;趙偉;;上海市大氣細顆粒物的酸度及其與組成的關(guān)系[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年05期

6 柴發(fā)合;高健;王淑蘭;;大氣細顆粒物監(jiān)測的政策制定和標(biāo)準設(shè)計[J];環(huán)境保護;2011年16期

7 張莉君;東春陽;許慧慧;施燁聞;金奇昂;劉立平;沈先標(biāo);;上海市兩社區(qū)大氣細顆粒物的污染狀況[J];環(huán)境與職業(yè)醫(yī)學(xué);2011年08期

8 楊春雪;闞海東;陳仁杰;;我國大氣細顆粒物水平、成分、來源及污染特征[J];環(huán)境與健康雜志;2011年08期

9 ;揭開迷“霧”中的重重秘密——國家自然科學(xué)獎獲獎項目解析我國空氣中細顆粒物形成機制及影響[J];中國科技信息;2013年03期

10 范嬌;秦曉蕾;薛曉丹;陳曦;趙力軍;湯乃軍;張利文;;細顆粒物的免疫毒性研究進展[J];環(huán)境化學(xué);2013年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂陽;付柏淋;;兩種典型通風(fēng)方式下室內(nèi)細顆粒物去除效果的研究[A];2013中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第五卷）[C];2013年

2 蒲維維;趙秀娟;張小玲;徐敬;徐曉峰;孟偉;;奧運前后北京地區(qū)細顆粒物污染特征及氣象影響因素分析[A];第27屆中國氣象學(xué)會年會城市氣象，讓生活更美好分會場論文集[C];2010年

3 馮加良;;上海及長三角地區(qū)大氣細顆粒物中多環(huán)芳烴來源探討[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

4 洪也;周德平;馬雁軍;李潮流;劉寧微;;沈陽城區(qū)春節(jié)期間大氣細顆粒物元素的濃度變化及其來源[A];第26屆中國氣象學(xué)會年會大氣成分與天氣氣候及環(huán)境變化分會場論文集[C];2009年

5 洪也;周德平;馬雁軍;李潮流;劉寧微;董玉敏;;沈陽城區(qū)春節(jié)期間大氣細顆粒物元素的濃度變化及其來源[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

6 錢凌;銀燕;童堯青;王巍巍;魏玉香;;南京北郊大氣細顆粒物的粒徑分布特征[A];中國氣象學(xué)會2007年年會大氣成分觀測、研究與預(yù)報分會場論文集[C];2007年

7 錢凌;銀燕;童堯青;王巍巍;魏玉香;;南京北郊大氣細顆粒物的粒徑分布特征[A];第四屆長三角科技論壇論文集（下冊）[C];2007年

8 王子曄;李寧;;淺談PM2.5防控專利技術(shù)開發(fā)[A];2014年中華全國專利代理人協(xié)會年會第五屆知識產(chǎn)權(quán)論壇論文集（第一部分）[C];2014年

9 葉興南;尹姿;唐塵;陳建民;;基于吸濕性測量分析上海大氣亞微米細顆粒物的混合態(tài)[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第2分會場摘要集[C];2012年

10 陳晨;銀燕;錢凌;王巍巍;陳宇;李嘉鵬;;南京北郊冬季大氣細顆粒物濃度分布特征及其與邊界層氣象要素的關(guān)系[A];第十五屆全國云降水與人工影響天氣科學(xué)會議論文集（Ⅱ）[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 吳苡婷;上海細顆粒物污染狀況堪憂[N];上�？萍紙�;2010年

2 本報記者 任震宇;細顆粒物威脅“健康出行”[N];中國消費者報;2011年

3 本報記者 周迎久;細顆粒物控制成約束性指標(biāo)[N];中國環(huán)境報;2013年

4 ;強化源頭削減 分區(qū)分類控制[N];中國環(huán)境報;2013年

5 記者 徐維欣;細顆粒物標(biāo)準制定尚需時日[N];文匯報;2009年

6 通訊員 王雙瑾;探尋PM_(2.5)真相[N];中國環(huán)境報;2013年

7 記者 拓玲;征細顆粒物排污費改善空氣質(zhì)量[N];西安日報;2012年

8 劉敬奇;北京發(fā)布清潔空氣行動計劃[N];中國環(huán)境報;2013年

9 本報記者 賀小巍;每個人既是PM2.5的受害者也是參與者[N];陜西日報;2012年

10 記者 榮麗君;我市在全省率先監(jiān)測PM2.5[N];西寧晚報;2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙斌;細顆粒物化學(xué)組成及其對前體物排放響應(yīng)的數(shù)值模擬研究[D];清華大學(xué);2015年

2 吳伊人;含油霧的環(huán)境空氣中微細顆粒物凈化用纖維濾料的織物特性研究[D];東華大學(xué);2015年

3 王曉斐;Gprc5a基因缺失小鼠對SiO_2誘導(dǎo)的肺損傷易感性增加[D];上海交通大學(xué);2015年

4 張英志;柴油車細顆粒物理化性質(zhì)及其排放特征研究[D];清華大學(xué);2016年

5 王飛;廢水中細顆粒物過濾去除機理研究及應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2016年

6 朱繼保;細顆粒物的電收集技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

7 高知義;大氣細顆粒物人群暴露的健康影響及遺傳易感性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

8 趙金鐲;大氣細顆粒物心血管毒性的機制研究[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

9 李庚達;煤粉燃燒細顆粒物生成、演化與沉積特性實驗研究[D];清華大學(xué);2014年

10 顧澤平;大氣細顆粒物有機質(zhì)組成的變化規(guī)律及其在源解析中的應(yīng)用[D];上海大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫志春;汽車細顆粒物排放研究[D];長安大學(xué);2013年

2 馬瓊錦;上海二城區(qū)大氣細顆粒物致大鼠肺損傷的比較性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 陳璐;石化企業(yè)大氣污染物對環(huán)境空氣中PM_(2.5)的貢獻分析[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

4 周璐璐;燃煤細顆粒水汽相變長大特性實驗研究[D];東南大學(xué);2015年

5 劉歡;重慶市主城區(qū)冬季大氣細顆粒物（PM2.5）質(zhì)量濃度的遙感估算模型研究[D];重慶師范大學(xué);2016年

6 瑪依熱·熱夏提（Mayira·RiXat）;烏魯木齊市大氣細顆粒物（PM2.5）成分的分布特征及細胞毒性研究[D];新疆醫(yī)科大學(xué);2016年

7 殷麗娜;南京市大氣細顆粒物中碳組分的時空分布特征及來源研究[D];南京大學(xué);2016年

8 李滿會;大氣細顆粒物（PM_(2.5)）對COPD患者轉(zhuǎn)歸影響及其調(diào)控炎性體的研究[D];蘇州大學(xué);2016年

9 胡凡寶;基于傅立葉變換離子回旋共振質(zhì)譜儀分析大氣細顆粒物中的有機污染物[D];山東大學(xué);2016年

10 蔣斌;鶴山超級站大氣細顆粒成分特征及二次污染過程成因研究[D];暨南大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：室內(nèi)細顆粒物熱泳效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：372407