便携式PM2.5检测仪切割器的设计与验证

颗粒物特别是空气动力学直径在2.5μm及以下的细颗粒物(PM2.5)对人体健康会造成严重危害,其浓度大小是衡量空气质量好坏的一个重要指标,对其进行检测时需要一种切割器。首先采用冲击式设计准则计算出斯托克斯数,再用Fluent6.3进行参数建模,然后按此设计加工出切割器样品,并按照国家标准进行测试。实验证明,该样品得到捕集效率的拟合曲线满足国家标准及设计要求。

PM_(2.5)双通道粉尘检测仪采样切割器的设计与评价

PM_(2.5)已然成为环境污染检测的重点,若要对PM2.5的浓度进行检测就需要一种能够将其给分离出来的PM2.5采样切割器。首先需要按照切割器设的计准则计算出切割器的相应参数,再用SolidWorks进行三维实体建模,然后按此设计加工出切割器样品,然后进行切割效率验证实验。经试验证实,此次设计的切割器所获得的切割效率曲线满足相应的国家标准以及其设计要求。

一种中流量PM_(2.5)采样切割器的设计

介绍中流量PM2.5采样切割器的设计结构及工作原理。对采样切割器的标定方法进行了详细阐述,并进行实验得到切割器特性曲线。分析了中流量PM2.5采样切割器的影响因素,包括:碰撞距离、采集板材料、采样流量、采样时间、采集板特性及过度沉积。通过对标定实验与数值模拟结果的比较,得出实验结果与设计结果的切割特性曲线能够很好地吻合。

颗粒物均匀混合箱仿真设计与实验研究

在我国经济飞速发展的同时,以细颗粒物(PM2.5)为首要污染物区域性复合大气污染频发,严重影响到经济的发展、生态环境和人体健康。我国已建立覆盖全国的国家区域空气质量监测网,全面开展PM2.5监测,其数据的准确性与可靠性至关重要。环境PM2.5监测仪器中,PM2.5切割器直接影响采样颗粒物的粒径,其性能的准确检测是提高PM2.5监测数据准确性的前提与保障。为此,本文针对PM2.5切割器准确检测中稳定测试环境的需求,设计了一种均匀混合箱,利用Comsol软件对箱体横截面尺寸和稀释气流入口等对颗粒物混合均匀性的影响进行模拟仿真,最终确定混合箱横截面面积为0.36m2,稀释气流从顶部两侧通入,上部加入扰流板使颗粒物分散开进入混匀区域稀释气流充分混合,混匀区与测试区之间采用蜂窝芯以减少湍流效应,使混合后的气流垂直向下经过测试区域。同时利用搭建的系统对均匀混合箱的颗粒物采样均匀性和粒径分布一致性进行了测试验证,结果表明,同一水平面3个采样点之间最大浓度偏差为1.82%,颗粒物粒径分布一致,近似对数正态分布且保持不变,其R2为0.996。设计的均匀混合箱能够实现颗粒物的均匀混合,为PM2.5切割器评估提供稳定的测试环境,确保PM2.5切割器性能可靠,为逐步提升国家环境监测网PM2.5自动监测数据的准确性与可比性提供技术支撑。

PM_(2.5)旋风切割器的性能测试与模拟

切割器是PM_(2.5)采样器的关键部件,其性能的优劣将直接影响到采样结果的准确性,对其性能进行测试有助于评估PM_(2.5)采样器采样结果的准确性和可比性.因此,本研究选取两种应用广泛的BGI公司和URG公司生产的PM_(2.5)旋风切割器,分别采用多分散气溶胶和单分散气溶胶标定装置对其性能进行了测试.结果表明,两种装置的测试结果基本一致.BGI和URG切割器的切割粒径D50为(2.5±0.2)μm,能够满足环境空气PM_(2.5)采样要求(HJ 93-2013);BGI切割器的捕集效率几何标准偏差δg为1.2±0.1,满足要求;而URG切割器的δg超出规定范围.同时,本研究获得了切割器采样流量Q与D50的关系式,可通过该关系式改变切割器的Q获得所需的D50;为使BGI切割器的D50在规定的范围内,其流量偏差需限定在设计流量(即16.7 L·min-1)的-1.0%~16.7%之间,而URG切割器的流量偏差需限定在设计流量的-1.3%~16.2%之间.其次,获得了切割器流动雷诺数Ref与无量纲切割粒径D50/DC的关系式,利用该关系式可在保持设计流量不变的情况下,通过改变切割器的出口管尺寸,得到所需的D50.最后,获得了切割器Q与压力损失△P的关系式,采用5种模型对两种切割器的无量纲阻力系数KL进行模拟计算,并与测试计算结果进行比较,发现Casal&Martinez模型、Coker模型和Demir模型更适用于BGI旋风切割器的△P预测,而Shepherd&Lapple模型和Casal&Martinez模型更适用于URG旋风切割器的△P预测.