【摘要】：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣顆粒物數(shù)量粒度分布和固定污染源煙塵濃度是環(huán)保大氣污染監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。為設(shè)計(jì)大氣顆粒物和固定污染源煙塵的探測(cè)器系統(tǒng),本論文開(kāi)展了粒子源荷電器和粒度分級(jí)器的研究與設(shè)計(jì),并以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了大氣顆粒物的主動(dòng)式(抽氣式)探測(cè)器系統(tǒng);基于粒子源荷電器的研究與設(shè)計(jì),研制并測(cè)試了固定污染源煙塵的被動(dòng)式(無(wú)動(dòng)力)探測(cè)器系統(tǒng)。為利用同位素技術(shù)研制顆粒物實(shí)時(shí)測(cè)量裝置奠定了基礎(chǔ)。為設(shè)計(jì)粒子源荷電器,開(kāi)展了顆粒物擴(kuò)散荷電理論及荷電器結(jié)構(gòu)和參數(shù)的研究。根據(jù)理論計(jì)算及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬(ANSYS Fluent),粒子源荷電器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)為:結(jié)構(gòu)主體是長(zhǎng)為8cm、直徑為5cm的圓筒,進(jìn)氣口段采用擴(kuò)張角度小于15~o的圓滑曲線漸擴(kuò),粒子源為總活度小于10~4Bq的~(241)Amα源,將α源均勻地布置于圓筒中間位置處,荷電器內(nèi)離子濃度約為2.5×10~(12)/m~3,氣體采樣流量應(yīng)小于3L/min。為設(shè)計(jì)粒度分級(jí)器,利用ANSYS Fluent軟件,開(kāi)展了對(duì)分級(jí)器內(nèi)流場(chǎng)分布、電場(chǎng)分布及荷電顆粒物運(yùn)動(dòng)軌跡的模擬研究。模擬結(jié)果顯示,流場(chǎng)為層流,流場(chǎng)和電場(chǎng)沿分級(jí)器中心軸對(duì)稱分布,顆粒物的軸向運(yùn)動(dòng)距離隨其電遷移率的增加而減小。分級(jí)器的長(zhǎng)度越長(zhǎng)、流速越低、電壓越高時(shí),其可測(cè)的粒徑范圍也就越大,提高流速和降低電壓可以縮小測(cè)量的粒徑范圍,同時(shí)提高粒徑分辨率。在粒子源荷電器和粒度分級(jí)器的研究及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了主動(dòng)式探測(cè)器系統(tǒng),其主要結(jié)構(gòu)包括粒子源荷電器、離子阱、分流段、粒度分級(jí)器等�；诤呻娖餮芯�,開(kāi)展了被動(dòng)式探測(cè)器系統(tǒng)的研制與測(cè)試。被動(dòng)式探測(cè)器采用與荷電器相似的結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)參數(shù)為,進(jìn)氣口直徑為8mm,當(dāng)采用Ni-63β源時(shí),源活度為2.22?10~7Bq,探測(cè)器腔體寬度為2cm。環(huán)境溫濕度、煙塵濃度影響測(cè)試結(jié)果顯示,溫濕度會(huì)對(duì)探測(cè)器的輸出信號(hào)產(chǎn)生顯著的影響:當(dāng)溫度從34~oC升高至240~oC時(shí),探測(cè)器的輸出信號(hào)增加了約50%,當(dāng)含濕量從6.52%增加到10.65%時(shí),探測(cè)器的輸出信號(hào)降低了約30%;探測(cè)器測(cè)量粉塵的響應(yīng)值隨環(huán)境粉塵濃度的增加而增加,將濾膜稱重法作為對(duì)比測(cè)量,其測(cè)量值為13.5mg·m~(-3)、26.8 mg·m~(-3)、33.6 mg·m~(-3)、47.5 mg·m~(-3)、63.3 mg·m~(-3)時(shí),探測(cè)器的響應(yīng)值對(duì)應(yīng)為16.6 mg·m~(-3)、30.4 mg·m~(-3)、38.1 mg·m~(-3)、45.3 mg·m~(-3)、53.2 mg·m~(-3),初步驗(yàn)證了被動(dòng)式探測(cè)器測(cè)量粉塵濃度的可行性,為進(jìn)一步研究被動(dòng)式探測(cè)器奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TL81
【圖文】：

圖 1-1 典型大氣顆粒物的粒數(shù)/體積/表面積-粒度分布[2]的能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期以燃煤為主，監(jiān)測(cè)固定污染源排放的煙塵濃容之一。固定污染源排放的煙塵是大氣顆粒物的主要來(lái)源之

基于β射線吸收法的PM2.5監(jiān)測(cè)儀[8]

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本文編號(hào)：2713556