【摘要】：裸土風(fēng)蝕型開放源是我國城市環(huán)境空氣顆粒污染物的主要排放源類，只有有效抑制顆粒物排放源，才能從根本上改善城市區(qū)域的空氣質(zhì)量�？梢苿邮斤L(fēng)蝕風(fēng)洞是土壤風(fēng)蝕起塵、遷移、傳輸?shù)榷垦芯康闹匾褪走x工具，它的應(yīng)用能為風(fēng)蝕預(yù)報(bào)模型參數(shù)本土化、土壤風(fēng)蝕塵預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)建、裸土風(fēng)蝕開放源防控管理技術(shù)措施制定等提供有效、可靠、可行的研究工具和技術(shù)手段。 論文根據(jù)風(fēng)蝕理論、風(fēng)洞設(shè)計(jì)原理、風(fēng)洞模擬大氣邊界層的相似理論，提出了可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞設(shè)計(jì)的空氣動力學(xué)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)條件。設(shè)計(jì)了NK-1可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞的氣動輪廓，主要由進(jìn)氣段、動力段、過渡段、轉(zhuǎn)角段、穩(wěn)定段、收縮段、實(shí)驗(yàn)段和尾部擴(kuò)散段組成，總高2.456m，全長15.9m。收縮段收縮比為2.0，風(fēng)洞能量比為0.414。風(fēng)洞設(shè)計(jì)風(fēng)速為0.3~20m/s且連續(xù)可調(diào)，風(fēng)洞各段之間易于連接和分離，便于野外測試時(shí)的移動和運(yùn)輸。 NK-1可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞的獨(dú)特設(shè)計(jì)在于，其一，利用轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)形成具有向上20°仰角的氣動結(jié)構(gòu)，避免了動力段向上偏置產(chǎn)生的非對稱性，風(fēng)洞各段的對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效降低了流動能耗，風(fēng)洞結(jié)構(gòu)更趨緊湊；其二，動力段為自主設(shè)計(jì)制造，包括風(fēng)扇系統(tǒng)和導(dǎo)流片、整流罩的氣動結(jié)構(gòu)。通過選擇高升阻比的翼型風(fēng)扇，根據(jù)需要確定設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，合理選擇槳葉和導(dǎo)流片設(shè)計(jì)參數(shù)，如槳轂比、實(shí)度、升力系數(shù)和圓弧角等，以及整流罩流線型旋成體的設(shè)計(jì)與計(jì)算，驗(yàn)證了風(fēng)扇系統(tǒng)效率，符合設(shè)計(jì)要求；其三，利用Fluent軟件，引入多孔介質(zhì)模型方法模擬實(shí)際地表大氣邊界層風(fēng)速剖面，獲得了棒柵+粗糙元組合的優(yōu)化分布，室內(nèi)外風(fēng)洞試驗(yàn)表明，采用該人工大氣邊界層調(diào)節(jié)裝置，可獲得與實(shí)際地表相似的對數(shù)律平均風(fēng)速剖面。 利用風(fēng)蝕風(fēng)洞的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，完成了可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段流場的空氣動力學(xué)特征參數(shù)湍流度、氣流穩(wěn)定性、氣流速度均勻性、軸向靜壓梯度、風(fēng)洞能量比各項(xiàng)指標(biāo)的測試，該風(fēng)蝕風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段流場性能滿足設(shè)計(jì)要求。本研究為風(fēng)蝕研究提供了有效的研究工具，為可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X513
【圖文】：

994；BeruBe 等，1997），美國環(huán)保局于 1997 年就提出了顆粒物排放標(biāo)方案，新增了 PM2.5日均標(biāo)準(zhǔn)和年均標(biāo)準(zhǔn)，我國則于 2016 年將正式實(shí)2.5的排放限制。圖 1.5 IP、TP（PM10）和 RP（PM4和 PM2.5）在呼吸道中穿透曲線

IP、TP（PM10）和RP（PM4和PM

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞，于 2001 年著手研制工作，是我國有應(yīng)用記載的第二例、自行設(shè)計(jì)的第一例移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞，2003 年 9 月應(yīng)用于北京市郊保護(hù)性耕作防風(fēng)蝕效果評價(jià)研究，內(nèi)容涉及作物殘茬高度、覆蓋度、地表破壞率和起壟方向等對農(nóng)田土壤風(fēng)蝕的影響。該風(fēng)蝕風(fēng)洞全長 10.8 米，風(fēng)洞洞體包括兩個(gè)過渡段、一個(gè)穩(wěn)定段、一個(gè)收縮段和一個(gè)長實(shí)驗(yàn)段，見圖 1.8、圖 1.9圖 1.8 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 芮冬梅;陳建江;馮銀廠;;南京市可吸入顆粒物(PM_(10))來源解析研究[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2008年04期

2 楊圣杰,陳莎,袁波祥;北京市2.5μm小顆粒大氣氣溶膠特征及來源[J];北方交通大學(xué)學(xué)報(bào);2001年06期

3 崔明明;王雪松;蘇杭;張遠(yuǎn)航;;廣州地區(qū)大氣可吸入顆粒物的化學(xué)特征及來源解析[J];北京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

4 王帥杰,朱坦,洪剛;石家莊市地面起塵量估算方法[J];城市環(huán)境與城市生態(tài);2003年06期

5 鐘宇紅;房春生;邱立民;張子宜;于連貴;趙靜;董德明;;典型城市大氣顆粒物無機(jī)組分源解析[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期

6 許民;胡益清;;智能建筑接地技術(shù)的分析及地網(wǎng)電阻測試的實(shí)踐[J];電氣應(yīng)用;2006年11期

7 王升堂,趙延治,鄒學(xué)勇,程宏;北京郊區(qū)不同土地利用類型起沙起塵的特征研究[J];地理科學(xué);2005年05期

8 王淑蘭;柴發(fā)合;周來東;王琴玲;;成都市大氣可吸入顆粒物來源解析研究[J];地理科學(xué);2006年06期

9 趙倫;大氣顆粒物對人體健康影響的研究進(jìn)展[J];山東環(huán)境;1997年01期

10 張學(xué)敏;;廈門市大氣可吸入顆粒物源解析的研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2007年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 榮姣鳳;移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞研制與應(yīng)用[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

2 范貴生;可移動式風(fēng)蝕風(fēng)洞設(shè)計(jì)及其空氣動力學(xué)性能研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

3 李惠君;大氣邊界層特性的風(fēng)洞模擬研究[D];浙江大學(xué);2008年

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1 鐘春;陣風(fēng)風(fēng)譜的風(fēng)洞模擬研究[D];西安建筑科技大學(xué);2004年

2 邵冬海;大連城市空氣特征污染物TSP源解析及污染控制系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2004年

3 巫曉琳;風(fēng)洞模型全機(jī)測力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差修正算法研究及軟件實(shí)現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2006年

本文編號：2760510