微纳层叠带状聚丙烯腈初生纤维的制备及性能研究

以聚丙烯腈(PAN)和二甲基亚砜(DMSO)为原料,采用新型微纳层叠挤出技术制备了微纳层叠带状聚丙烯腈(PAN)基初生纤维,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电子万能试验机对初生纤维的性能进行了研究。分析了纤维凝固成形过程中空气层高度、凝固浴温度、凝固浴浓度对微纳层叠带状PAN初生纤维性能的影响。结果表明:层叠带状PAN初生纤维相比于传统圆形截面纤维,在纺丝过程中能保持良好的带状截面不变形;并且在空气层高度为30mm,凝固浴温度为45℃,凝固浴浓度为40%工艺条件下制备的层叠带状PAN初生纤维综合性能较好,获得了结晶度为31.3%,晶粒尺寸为4.53nm,拉伸强度为14.60MPa的层叠带状PAN初生纤维。

大气红外探测器(AIRS)温、湿廓线反演产品及边界层高度在黄土高原的验证

利用黄土高原地区加强观测期探空资料和大气红外探测器(Atmospheric Infrared Sounder,AIRS)反演的温度、相对湿度廓线资料,评估了AIRS反演产品在黄土高原的适用性,以及利用AIRS温度廓线计算边界层高度的可行性。结果表明,各种边界层高度计算方法相关性显著,平均高度差异一般不超过200 m;Richardson数临界值的选取对确定边界层高度的影响不大。AIRS反演的大气温度和相对湿度均能很好地反映环境温湿的变化;温度平均偏差在±1 K以内,均方根误差一般不超过2 K;AIRS反演的地面气温误差相对较大,平均偏差和均方根误差分别为-1.68 K和3.32 K,并且会影响边界层高度的确定;AIRS相对湿度平均偏差在±10%以内,均方根误差不超过20%。利用Parcel法估计的边界层高度结果显示,根据AIRS反演的温度廓线确定的AIRS边界层高度低于利用探空观测资料确定的边界层高度,但能较好地再现边界层高度的变化,在没有探空数据时,可以用AIRS反演的温度廓线确定边界层高度。

空气层高度对罗纹空气层织物性能的影响

为了研究空气层高度对罗纹空气层织物性能的影响,本文在12G横机上设计编织了不同空气层高度的罗纹空气层类织物,并测试和分析了空气层高度对织物保暖性、透气性、悬垂性和顶破强力的影响。结果表明:空气层高度对罗纹空气层类织物的性能影响较大,空气层高度为两横列时织物的保暖性和强力最好,透气性和悬垂性最差,可用于秋冬季外衣的设计。

贵阳市中心城区混合层高度变化特征与环境空气质量关系研究

根据2017年至2021年贵阳市中心城区的10个国控站点环境空气质量变化趋势,运用L波段雷达探空秒级数据,计算得出贵阳近5年混合层高度随时间序列变化特征,分析表明:(1)贵阳市四季混合层高度具有明显的季节变化,夏高冬低,日变化特征为07时至18时高,19时至06时低;(2)贵阳市混合层高度与污染天气的环境容量有直接相关性;(3)冬季大气以中性层结主导,低风速,混合层厚度低于200m是造成贵阳市主城区冬季轻度污染的主要因素。

城市新区大气混合层高度特征分析

分析大气混合层高度的时空变化特征,为优化城市新区内各类型重点大气污染源的布局提供科学依据。收集江西某城市新区内2个气象观测站近10年逐小时实测风速数据及ERA再分析云量数据,采用国标法计算得到能反映两地大气扩散条件的大气混合层高度的逐时数据,并结合2016—2020年该区域空气质量数据,利用SPSS分析大气混合层高度与区域大气污染状况之间的相关性。该城市新区内两地的大气混合层高度有明显差别,但随时间变化的特征总体相同;污染条件下,混合层高度与大气污染物之间的相关性较高且明显优于空气质量等级“优、良”条件下。大气扩散能力的变化特征明显且存在区域差异。

成渝双城经济圈城市化特点对大气污染扩散条件的影响

成渝双城经济圈在复杂大地形和独特盆地气象条件等影响下,一直是中国雾霾频发地之一。为探究成渝双城经济圈局地大气污染扩散气象条件的变化,针对成渝地区独特地形特点,根据地理分布与城市规模选取了成渝双城经济圈7个代表城市,分析了近21年来成渝双城经济圈的城市发展过程中大气污染扩散条件变化特征。结果表明:成渝双城经济圈城市化发展水平逐年增加,区域发展不均衡,表现为成都和重庆的城镇化率高于全国平均水平,成都平原经济区增幅较小,重庆、川东北经济区及川南经济区增幅较大,且2010年城市化发展明显放缓;2000-2018年成渝双城经济圈的空气质量逐年转好,西北部PM2.5降幅明显高于东南部;成渝双城经济圈的污染扩散能力时空差异明显,盆地边缘城市污染扩散能力优于盆地中心城市,土地城市化率低的城市好于土地城市化率高的城市,2010年之后,宜宾和南充污染扩散能力有比较明显的增强。

AERMOD模式系统理论

作为新一代法规性质的稳态大气扩散模式,AERMOD将最新的大气边界层和大气扩散理论应用到空气污染扩散模式中。AERMOD具有下述特点:(1)按空气湍流结构和尺度的概念,湍流扩散由参数化方程给出,稳定度用连续参数表示;(2)中等浮力通量对流条件采用非正态的PDF模式;(3)考虑了对流条件下浮力烟羽和混合层顶的相互作用;(4)AERMOD模式系统可以处理:地面源和高架源、平坦和复杂地形和城市边界层;(5)AERMAP提出了一个有效高度对流场的影响。示踪试验表明,AERMOD模拟的结果比较理想。

江西省一次冷空气过程中的灰霾天气过程分析

利用江西省常规气象观测资料、探空站资料和空气污染资料,对2008年12月12～13日江西省的一次大范围灰霾天气过程进行了综合分析研究。结果表明:横槽转竖引导冷空气南下和中层高度的干燥暖舌共同影响,是这次灰霾天气过程发生的天气形势背景;冷空气受到700hPa干暖舌的抑制作用,形成低层偏冷,中层偏暖的"逆温"结构,导致了大范围的灰霾天气过程出现、维持;空气相对湿度较低,受昼夜温差和冷空气的共同影响,造成轻雾和灰霾天气之间频繁转换;较低的混合层高度导致近地面污染物以水平运动为主,在遇到较高海拔的山脉阻挡后,沿山脉边缘向东西方向扩展,汇集到平原、河谷地区,降低这些地区的能见度,导致灰霾区域由"南北向型"演变成了"东西向型"。

银川市大气混合层高度变化特征及其与空气污染的关系

基于银川高空站2008~2017年的L波段秒级数据和地面观测数据,利用干绝热法计算银川2008~2017年逐时大气混合层高度,分析其变化特征,同时利用银川6种污染物的质量浓度和AQI指数,分析大气混合层高度与空气污染物的关系。结果表明:银川市的大气混合层高度(MLH)大部时间在600 m以下,占比为68%;银川MLH具有明显的单峰型日变化特征,07:00(北京时间,下同)最低,16:00最高;各月MLH值在282~936 m,4~6月MLH值最高,12月MLH值最低;季节变化方面,春季最高,夏季次之,冬季最低;年变化方面,2012年MLH平均值最高为621 m,2015年最低为566 m;银川市6种污染物除O3外,其余5种污染物的质量浓度与MLH值都为负相关,O3与MLH值的相关性最好;四季中,冬季污染物浓度与MLH值的相关性最好,夏季最差,秋季好于春季;银川MLH值与AQI指数呈负相关。

华中区域环境气象数值预报系统及其初步应用

基于WRF/Chem大气化学模式建立了华中区域环境气象数值预报系统,初步应用在武汉市大气污染物浓度数值预报中,并与CUACE全国环境气象模式产品预报进行比较,最后通过试验探讨了一种大气污染调控方案。结果表明,模式系统较好地验证了武汉市大气污染物浓度日变化及空间分布特征,对PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO浓度变化趋势及误差稳定性预报较好,平均绝对百分误差MAPE控制在20%~40%,冬季O3预报出现系统正偏差,但趋势预报较好。区域WRF/Chem模式对武汉市的大气污染物浓度预报效果要优于CUACE模式系统,可为武汉市空气质量预报提供更具有参考价值的模式指导产品。此外,试验探讨了污染源排放速率的优化调控方案,依据大气边界层高度日变化特征,通过动态调控一天中不同时段的污染源排放速率,调度日间最大排放至大气稀释扩散的有利时段,在不消减日排放总量的情况下,也可以减少大气污染。

珠江三角洲空气污染时空分布特征及一次区域性污染过程气象特征数值模拟

根据2000年到2008年广东省和香港特别行政区的空气质量观测资料,对珠江三角洲污染天气的时空分布特征及其成因进行了初步分析。并利用美国宾州大学(PSU)和美国国家大气研究中心(NCAR)研制的第5代中尺度气象预报模式MM5对2008年1月3号到1月6号珠江三角洲地区一次污染过程进行了数值模拟。研究结果表明:珠江三角洲地区空气污染天气,在空间上主要分布在珠江口附近,以佛山、东莞、广州最为明显;在时间上,主要分布在华南地区的干季;其中,以12月分布最多,而6月最少,秋冬两季达到空气污染的天数占全年空气污染天数的80%以上。模式模拟的边界层逆温层、风速和风向、地面辐射场、混合层高度等气象特征与实际观测结果也比较一致,重现了此次大气污染过程中污染物的积聚过程。

高性能聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备与分离性能

以新型聚醚酰亚胺为制膜材料,采用PEI/NMP/GBL/THF/EtOH铸膜液,以干-湿法纺丝工艺制备高通量与高分离性能中空纤维气体分离膜.铸膜液中加入γ-丁内酯(GBL)调节膜支撑层结构,通过改变空气间隙高度调控中空纤维膜分离层结构与分离性能.随着空气间隙高度的增加,中空纤维气体分离膜的致密皮层厚度增加,缺陷孔径降低,导致膜的渗透性降低,选择性升高.用硅橡胶涂层后,得到性能稳定的高分离性能中空纤维气体分离膜.通过改进的Henis阻力复合膜模型和气体通过非对称膜的传递机理对膜的致密层结构参数进行了分析.结果表明,空气间隙高度和干燥前的溶剂交换过程对中空纤维膜的分离性能和结构参数具有显著影响.

气溶胶激光雷达和无线电探空观测边界层高度的对比分析

利用北京地区2017年11月至2018年1月连续3个月的激光雷达资料和无线电探空数据,按照清洁天、污染天和多云天3种天气条件,对大气边界层高度的计算方法和结果进行对比分析。结果表明,基于激光雷达消光系数的梯度法、标准差法和小波法都能够较好地提取边界层高度。清洁天标准差法计算的边界层高度高于梯度法和小波法,08:00(当地时间,下同)和20:00由无线电探空得到的清洁天边界层高度平均值分别为1176 m和1224 m。污染天标准差法的计算结果要低于梯度法和小波法,污染天无线电探空得到的边界层高度平均值约为956 m,和清洁天相比降低了两百多米,重污染时最低降低至562 m,逆温层高度和PM2.5浓度具有明显的反相关关系。有云时,梯度法和小波法确定的边界层高度和云高非常接近,标准差法计算的结果略低。总体而言,气溶胶激光雷达计算的边界层高度随着污染等级的提高没有明显的降低趋势,相反在重度污染情况下反而有所增加,这可能是由于污染物的不断堆积导致的。梯度法确定的边界层高度易受到污染物传输过程的影响,略高于逆温层高度。另外,激光雷达确定的边界层高度受到残留层影响时,也会高于逆温层。

北京2014年冬季边界层高度与颗粒物浓度的相关性研究

拉曼激光雷达已经广泛应用于大气气溶胶、大气温度和水汽的空间分布及时间演变特征测量。为了获取北京污染期间大气气溶胶边界层的特征,2014年11月~2015年1月期间在中国科学院大学雁栖湖校区利用拉曼激光雷达进行连续观测。使用梯度法处理激光雷达观测数据得到边界层高度,同时与国家环保部提供的当地颗粒物浓度数据进行对比。观测期间灰霾天共出现15天,污染天出现27天,干净天出现24天。灰霾天、污染天和干净天三种情况下的平均大气边界层高度范围分别为0.6~0.9、0.9~1.3、1~1.9 km;PM_(2.5)的质量浓度范围分别为143~203、77~90、17~34μg/m^3;PM_(10)的质量浓度范围分别为170~271、103~153、33~78μg/m^3。研究结果表明:北京地区大气边界层高度对近地面颗粒物浓度具有明显的负相关影响。干净天、污染天和灰霾天下的PM_(2.5)和PM_(10)的质量浓度变化率随大气边界层高度降低而依次增大。灰霾天大气边界层高度引起的PM_(2.5)质量浓度平均变化率为-242.4μg·m^(-3)/km,约为污染天(-114.8μg·m^(-3)/km)的两倍,干净天(-77.4μg·m^(-3)/km)的三倍;灰霾天大气边界层高度引起的PM_(10)质量浓度平均变化率为-224.2μg·m^(-3)/km,约为污染天(-117.6μg·m^(-3)/km)的两倍,干净天(-90.4μg·m^(-3)/km)的两倍。

2008-2010年冬季关中地区黑碳气溶胶时间变化的成因分析

本文应用2008—2010年冬季黑碳浓度、已有排放数据和同时期气象资料(风速风向、边界层高度)分析了关中地区冬季平均黑碳浓度年际变化受局地排放、风速风向和边界层高度的影响。结果表明,2010年黑碳浓度明显高于2008年和2009年,其中局地排放的增加使得黑碳浓度明显增加,贡献率约为50%;2010年边界层高度的明显降低,抑制了近地面污染物的扩散,加剧了地面黑碳的累积。此外,关中地区冬季风速较小、风场以旋转风和辐合风为主,不利于污染物的扩散,会进一步加剧污染物的累积和聚集。因此,对于冬季空气质量的改善,需根据局地风场和边界层状况,合理调整主要排放源的排放量,如在不利天气条件下加强对排放的管控。

曝气生物滤池去除污水处理厂尾水中磷的效果研究

主要考察上向流BAF处理污水厂二级出水时对磷的去除效果,分析了气水比、滤层高度对BAF除磷效果的影响。结果表明：出水中溶解性磷的浓度总是高于进水中溶解性磷的浓度,并且气水比越小,这种现象越明显;在气水比2∶1时,总磷去除效果最佳,但平均去除率仅有38%;滤层高140 cm处取得水样中总磷的浓度最低,低于总出水中总磷的浓度;溶解性磷的浓度随着滤料层高度的增加逐渐增加;颗粒磷的去除主要集中在0~140 cm段。

一次重污染过程及其边界层气象特征量分析

针对2013年12月14~25日出现的区域性重污染过程,采用Hysplit后推气团轨迹模式分析了污染形成源,利用污染中心邢台的探空、地面数据计算了大气稳定度、混合层高度、逆温等气象特征量,并对混合层高度、相对湿度、能见度与PM2.5浓度进行了相关分析。结果表明：此次重污染以局地排放为主要形成源,河北省中南部地区大气层结偏稳定,逆温层厚（平均230 m）、强度大（平均2.34℃/100 m）、混合层高度低（平均618 m）是影响污染程度的重要因素;PM2.5浓度与混合层高度呈现负相关（R=-0.80）,与能见度呈指数相关（R=-0.77）,与相对湿度呈弱的正相关（R=0.62）。

气垫炉板带材漂浮高度的解析与试验

金属板材漂浮高度是气垫炉重要工作参数,影响到加热速度以及风机功率消耗。本文首先提出气垫薄层新概念,进而从纳维尔-斯托克斯方程与连续性方程入手,建立气垫薄层流场的解析式;然后运用能流理论,异出漂浮高度与气体流量关系的数学模型;并通过热态模拟试验加以验证,两者基本吻合。

基于格点资料的四川大气混合层高度特征及与空气质量的关系

基于2018年1月~2020年12月中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)资料,利用罗氏法计算四川省大气混合层高度,分析其时空分布特征,并结合大气环境空气质量监测数据,讨论大气混合层高度变化与空气质量的关系。结果表明:四川省大气混合层高度呈西高东低分布特征。盆地与攀西地区、川西高原大气混合层高度季节变化有显著性差异,盆地春季最高,秋季最低;川西高原和攀西地区秋季最高,夏季最低。四川省各地区大气混合层高度月、日变化趋势基本一致。四川省大气混合层高度与O_(3)质量浓度呈显著正相关关系,与PM_(25)质量浓度呈显著负相关关系。

中国典型城市的空管塔台管制室空调负荷计算

针对目前塔台管制室空调冷热负荷设计不合理的问题,在中国建筑热工设计分区图中,选取最能代表其气候特点的13座城市,利用暖通负荷软件对这些城市进行空调负荷计算,探究塔台管制室层高、底面面积和纬度变化对管制室冷热负荷的影响。结果表明,层高和底面面积对空调负荷的影响较小;管制室空调冬季热负荷明显随纬度的降低而降低,夏季冷负荷随纬度的降低而升高。根据这些规律,可以制定出各热工分区内城市的塔台管制室空调负荷变化范围,以供未来建设时作为参考依据或标准规范。