【摘要】： 室內(nèi)空氣污染成為當(dāng)今環(huán)境研究領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)問題,不僅僅是因?yàn)槿藗冊谑覂?nèi)面臨有害物質(zhì)的更大的暴露危險(xiǎn),還因?yàn)槭覂?nèi)污染有其自身的傳輸規(guī)律和特征。本文設(shè)計(jì)并建立了模擬實(shí)驗(yàn)平臺,運(yùn)用高性能顆粒物測試分析儀,對以蠟燭和香煙為代表的室內(nèi)燃燒源產(chǎn)生的不同模態(tài)的細(xì)微顆粒濃度的動(dòng)態(tài)變化現(xiàn)象進(jìn)行了研究。研究目的在于通過基礎(chǔ)性的探索,揭示這類顆粒物的傳輸規(guī)律,尋求有效除塵方式以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。 本文首先建立了縮小尺度的模擬室,目的是在量化、可控參數(shù)條件下,測量室內(nèi)顆粒物的濃度、粒徑分布特征及其時(shí)間序列,為分析室內(nèi)環(huán)境下顆粒物的傳輸機(jī)理提供有效數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),室內(nèi)顆粒物的演變是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,其粒徑譜和濃度是不斷變化的。在煙霧釋放進(jìn)入模擬室后,各粒徑段內(nèi)的蠟燭和香煙顆粒物的數(shù)量都隨時(shí)間的推移而持續(xù)地降低。同時(shí),顆粒物的直徑有增大的趨勢。它們的總數(shù)量濃度和質(zhì)量都呈現(xiàn)近似于指數(shù)規(guī)律地衰減,香煙顆粒物的衰減率比蠟燭顆粒物小得多。室內(nèi)顆粒物衰減呈現(xiàn)的V型曲線表明,100nm～1000nm范圍內(nèi)的亞微米顆粒物應(yīng)當(dāng)是除塵關(guān)注的重點(diǎn)對象,因?yàn)檫@些顆粒物容易由納米級顆粒物形成,卻很難沉積。 以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合氣溶膠動(dòng)力學(xué)理論,建立了一個(gè)帶高精度粒徑分辨率的室內(nèi)顆粒物動(dòng)力學(xué)模型。模型中包括了凝并、沉積和通風(fēng)稀釋機(jī)理,模型巧妙引入了代表室內(nèi)特征的幾個(gè)參量,如面容比、室內(nèi)雷諾數(shù)和空氣換氣率。本文采用了三組不同粒徑分布和初始濃度的實(shí)驗(yàn)來對模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明,此模型預(yù)測的顆粒物的粒徑譜演變、數(shù)量濃度衰減和數(shù)量中位徑變化結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。作者利用模型的模擬功能深入探討了凝并與沉積對室內(nèi)顆粒物傳輸?shù)木唧w影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),對于高濃度的顆粒物,凝并的影響是最大的,特別是對于100nm以內(nèi)的超細(xì)微粒。相對凝并來說,當(dāng)顆粒物的數(shù)量濃度比較高時(shí),表面沉積效應(yīng)的影響并不大,但當(dāng)數(shù)量濃度比較低時(shí),忽略表面沉積效應(yīng)會導(dǎo)致預(yù)測的結(jié)果偏高。當(dāng)面容比和雷諾數(shù)增大時(shí),顆粒物的沉積加大。結(jié)合模型模擬和氣溶膠動(dòng)力學(xué)計(jì)算,本文還對氣溶膠顆粒物在室內(nèi)的傳輸過程中的各種因素進(jìn)行了綜合分析,從而解釋了前面測試中出現(xiàn)的不同顆粒物衰減率的本質(zhì)原因,以及V型衰減曲線的形成機(jī)制。 本文進(jìn)一步利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)對相鄰室內(nèi)之間的通風(fēng)流動(dòng)和顆粒物的
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：X51

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本文編號：2783021