室内超细颗粒物的运动分布模型的研究

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近年来,大量的纳米材料被各行各业广泛使用,在气溶胶领域也引入了超细颗粒物这样一个概念,它被定义为粒径处于纳米尺度的颗粒物。随着各种纳米材料的使用和生产,大量的超细颗粒物被散发到相应的生产空间中。这些由不同材料构成的超细颗粒物,不仅对处于室内的人员身体健康有着负面的影响,有些还对该室内产品的生产质量有负面影响。随着人们越来越关注建筑物室内空气品质以及空气品质对居住者的健康的影响,超细颗粒物的室内污染问题已经被广泛关注和研究。颗粒物的运动和分布情况可以作为评价室内颗粒物污染的重要依据,而影响颗粒物的运动和分布的关键因素就是颗粒物在室内空气中的受力情况。经典的计算颗粒物在空气中的受力是Lagrange法,即通过计算室内气流流场的分布情况将各种气流参数代入各个颗粒物受力公式中,用这些力的矢量和作为驱动颗粒物在空气中运动的力。但是,超细颗粒物具有不同于传统研究的大粒径颗粒物的运动特性,他们在几何上的尺寸很小使得作用在他们表面影响他们运动的力与大颗粒物有很大不同。通过超细颗粒物受力的计算表明:对于超细颗粒物,一个由空气分子与颗粒物碰撞产生的Brownian力在颗粒物的运动中起到了重要的作用。通过分析和计算验证,超细颗粒物的运动主要是以扩散效应为主,而经典的计算方法已经失效,超细颗粒物自散发到空间中会发生既跟随气流又不断扩散的合运动。有别于超细颗粒污染物大气扩散模型,室内空间有限,气流场的变化非常明显,超细颗粒物在室内气流分布中的运动情况也表现出独有的特点。本文基于氯化钠颗粒为研究对象。通过理论分析和计算作用在超细颗粒物上的力和超细颗粒物的分布情况,建立超细颗粒物在室内不同空调形式下的运动模型以及颗粒散发源位置对整体室内颗粒物浓度分布的影响,通过实验验证了该模型的准确性,为研究超细颗粒物在室内环境的运动,以及调整空调通风形式除去室内的超细颗粒物污染提供了实验和理论分析基础。
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