射流激扰不同积尘量下沉积颗粒的再悬浮

室内表面沉积颗粒的积尘量在多个数量级之间变化。在较高的积尘量时,颗粒极有可能以多层累积的形式沉积并且相互之间可能聚集形成更大粒径的颗粒。本文实验研究了超细亚利桑那测试粉尘,在不同积尘量条件下受到剧烈的射流冲击后发生的再悬浮过程。研究结果显示,在较低积尘量下(本研究中小于3 g/m2),沉积颗粒比在较高的积尘量下受射流冲击更难再悬浮;当射流激扰较高积尘量下的沉积颗粒时,颗粒再悬浮后发生二次沉积的现象也更明显。     

北京冬季某静电净化器新风净化性能研究

对北京冬季(2015年11月至2016年1月)某静电净化器新风净化性能进行了连续2个月的性能测试。主要研究了积尘前后对0.01～5μm粒径颗粒物的净化效果;在不同室外环境下测试了积尘前后的臭氧产生情况,分析了臭氧超标原因;研究了初始未积尘的静电净化器在2个月内连续净化新风时效率的衰减情况。结果表明:该静电净化器净化效率受集尘板积尘和环境颗粒物浓度影响,集尘板积尘时效率下降,且环境颗粒物浓度越低,净化效率随时间下降越快。新风温度较低(-2℃)、PM2.5浓度较高(160μg/m3)时,产生的臭氧增多。根据实测结果给出了使用静电净化器的注意事项。     

人工雾霾环境下绝缘子的积污特性

雾霾环境对输变电设备外绝缘性能以及电力系统安全运行的威胁日益加剧,然而目前的相关研究并不充分。为此,以XP-70型瓷绝缘子为对象,在人工雾霾环境下开展积污试验,测量了不同颗粒物浓度、不同颗粒物粒径、不同相对湿度以及不同雾水电导率下绝缘子表面的等值盐密和等值灰密。研究结果表明,不同颗粒物浓度下绝缘子表面积污状况存在差异,绝缘子表面积污量随着颗粒物浓度的增大而近似线性增大;颗粒物粒径大小对绝缘子积污影响显著,粒径越小,越利于颗粒在绝缘子表面的沉降;相对湿度越大,绝缘子表面积污也越严重;绝缘子表面等值盐密随着雾水电导率的增大而增大,而等值灰密则基本不变。雾霾多发地区将面临更为严峻的防污形势。     

颗粒物通过缝隙的渗透特性实验研究

本文实验测试了细颗粒物通过缝隙进入室内的渗透规律。实验研究中考虑了缝隙两侧压差,缝隙高度,缝隙内表面粗糙度以及颗粒物粒径四个因素对颗粒物渗透特性的影响。实验研究表明颗粒物通过缝隙的穿透率主要受缝隙两侧压差和颗粒物自身粒径的影响,缝隙高度与缝隙粗糙度对穿透率的影响相对较小。压差与穿透率线性相关度较高,判定系数R~2一般大于0.7。大部分情况下,随着颗粒物粒径的增大,穿透率减小。粗糙度增加时,不同压差下穿透率随着粗糙度变化并不一致。在大部分工况下,小粒径颗粒物的穿透率大于大粒径颗粒物的穿透率。粗糙度越大,不同粒径颗粒物的穿透率相差越大。在不同压力工况下,穿透率随着缝隙高度变化规律并不一致,具体变化规律与压差有关。     

人工雾霾环境下XP-70绝缘子的交流闪络特性

日益加剧的雾霾天气给电力系统的安全运行造成了诸多威胁,但目前的相关研究并不深入。为此以XP-70型瓷绝缘子作为研究对象,在自建的人工模拟雾霾试验平台下开展交流污闪试验,测量了不同颗粒物浓度、不同颗粒物粒径、不同相对湿度以及不同雾水电导率下绝缘子表面的闪络电压。研究结果表明,不同颗粒物浓度下绝缘子闪络电压存在差异,绝缘子闪络电压随着颗粒物浓度的增大而减小。颗粒物粒径越小,绝缘子闪络电压越小,但颗粒物粒径大小对绝缘子闪络电压影响并不明显。环境相对湿度对绝缘子闪络电压影响显著,相对湿度越大,绝缘子闪络电压越小。绝缘子闪络电压随着雾水电导率的增大而近似线性减小,这主要与雾水电导率增加了绝缘子表面等值盐密有关。     

乳胶粒径对聚合物改性水泥基材料性能的影响

合成了3种数均乳胶粒径分别为138,202,251nm的聚合物乳液,考查了乳胶粒径对聚合物在水泥表面吸附量、水泥净浆凝结时间、新拌砂浆流动度和含气量、硬化砂浆力学性能的影响.结果发现:在相同聚灰比(mP/mC)条件下,随乳胶粒径减小,聚合物在水泥表面的吸附量降低,水泥净浆的凝结时间变长,新拌砂浆流动度增大,硬化砂浆抗折强度提高,抗压强度下降;新拌砂浆含气量在mP/mC5%时随乳胶粒径减小而增大,在mP/mC≥5%时随乳胶粒径减小而减小;在饱和吸附量下单位质量水泥表面所吸附的3种聚合物覆盖面积与其粒径无关,分别为1 918,2 111,1 963cm2/g,比水泥的勃氏比表面积(3 530cm2/g)小.     

集中空调通风系统污染对其能耗的影响分析

我国集中空调通风系统存在较为严重的积尘污染,然而鲜有研究涉及其对空调系统能耗的影响.本文定量分析了积尘污染对系统中换热器换热性能及阻力和风管阻力的影响.基于CFD的模拟结果显示,随着积尘厚度的增加,换热器的换热性能明显降低,同时阻力显著增加;换热器积尘后,克服其阻力的风机能耗会增加约41%;风管积尘后,克服其阻力的风机能耗会增加约270%.因此,应进一步加强集中空调通风系统的污染治理,以降低空调系统的能耗.     

渗透通风房间室内外颗粒物质量浓度相关性分析

通过某气密性较好的办公房间的渗透通风实验,分析了室内外累积粒径颗粒物和分段粒径颗粒物的逐时质量浓度分布,以及室内外不同粒径颗粒物的质量浓度相关性。研究发现:不同粒径颗粒物的质量浓度相关性差异很大,小粒径颗粒物相关性较强,随着粒径的增大,相关性逐渐降低,当粒径大于5μm时,室内外颗粒物质量浓度无明显相关性;分段粒径颗粒物的室内外质量浓度相关性更能反映建筑围护结构的阻隔性能和室内颗粒物的污染特征。     

基于湍流-布朗效应的焊接气溶胶运动特征数值模拟研究

为了探究手工电弧焊接气溶胶颗粒的运动轨迹和扩散分布规律，根据气溶胶动力学、等离子体流动力学和计算流体力学原理，结合湍流流动和颗粒物布朗效应，建立了等离子体-热空气-颗粒物动量、能量耦合的焊接气溶胶颗粒扩散数学模型，并通过数值模拟探究了焊条夹角及颗粒物粒径对焊接气溶胶运动状态及水平、竖直分布特征的影响。研究结果表明：焊条夹角对于焊接颗粒物的初始位置分布及运动轨迹具有重要的影响，颗粒物产生的区域将向着背离焊条倾斜方向偏移，这一偏移将随着焊条与平面夹角的减小而增大；在焊接亚微米气溶胶颗粒的自由扩散过程中，颗粒的扩散分布与粒径密切相关，对于小粒径颗粒物，特别是0.1μm的超细颗粒物，在布朗力的作用下，颗粒物的水平距离原点矩D>75 mm,而对于粒径在0.5μm以上的较大颗粒物，其D<15 mm。说明粒径较小的颗粒物扩散性更强，分布更为广泛，由于分子滑移的作用，气流对超细颗粒物的拖曳效应下降，小粒径颗粒物的运动轨迹更易与气流方向发生偏离。     

粒径对多孔介质中悬浮颗粒迁移—沉积特性的影响

粒径变化对悬浮颗粒在多孔介质中迁移—沉积过程影响的研究有重要意义。利用自主研发的砂层迁移—沉积模拟试验系统,研究不同粒径的悬浮颗粒在不同尺寸多孔介质中的迁移—沉积特性。结果表明,对于相同尺寸的多孔介质,随着悬浮颗粒粒径的增加,到达相对浓度峰值时间增加,而对应的相对浓度峰值降低;同时,对于相同粒径的悬浮颗粒,随着多孔介质尺寸增大,相对浓度峰值增加;另外,相对于多孔介质,悬浮颗粒粒径的变化对其迁移—沉积过程影响更为显著;随着多孔介质与悬浮颗粒粒径比增大,相对浓度的峰值和终值增大;根据粒径比不同将悬浮颗粒在多孔介质中的迁移—沉积类型划分为“滤饼过滤型”、“迁移—沉积型”、“自由迁移型”3种。研究结果为水源热泵回灌过程中悬浮颗粒在地层中的迁移—沉积特性进一步研究奠定了基础。     

聚醚型阳离子聚氨酯乳液流变性能及结构表征

以聚四氢呋喃醚(PTMG1000)为软段,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为阳离子扩链剂,三羟甲基丙烷(TMP)为内交联剂合成了阳离子聚氨酯(CPU)乳液;结合平均粒径分析,系统研究了R(nNCO/nOH)值、MDEA用量、TMP用量等因素对该乳液流变性能的影响;采用IR,TEM,TG等分析测试技术,对CPU结构进行了表征.结果表明:在1.30～1.50之间,随着R值增大,CPU乳液平均粒径增大,黏度降低;在质量分数6.45%～10.60%之间,随着MDEA用量的增加,CPU乳液平均粒径减小,黏度增大;在质量分数0～3.20%之间,随着TMP用量的增加,CPU乳液粒径先减小后增大,黏度先升高后降低.在不同合成条件下,CPU乳液的幂律指数n为0.972～0.998,基本上属于牛顿流体.CPU为软、硬段微相分离结构,且TMP的加入使该微相分离程度加大.     

分流制系统雨水管网混接雨天溢流污染特征研究

分流制雨污混接系统雨天溢流污水是导致城市水体黑臭的重要原因。选择南宁市老城区存在雨污混接的雨水排口的溢流污水进行采样监测，分析溢流污水水质变化和颗粒物粒径分布情况，探讨降雨强度、降雨历时、前期干旱时间等对溢流污水颗粒物粒径分布的影响。结果表明，溢流污水COD、NH₃-N和TN浓度分别超过地表水Ⅴ类水质标准4.7、4.1和6.4倍，浓度在降雨强度最大值后10 min内达到峰值。溢流污水中10～125μm的颗粒物最多，占总颗粒的60%。降雨径流和管道沉积物对溢流污水皆有较大贡献，降雨径流中4～63μm的颗粒物占总颗粒的30%，主要贡献溢流污水中的小颗粒物；管道沉积物中主要是粒径>250μm的颗粒物，是溢流污水中大颗粒物的贡献者。降雨强度会影响溢流污水中颗粒物粒径分布，其中63～125μm颗粒物体积分数与降雨强度呈显著负相关(P<0.05)。     

混杂聚丙烯纤维-回收轮胎钢纤维增强UHPC高温后力学性能

测试了混杂聚丙烯纤维（PPF）-回收轮胎钢纤维（RTSF）增强超高性能混凝土（UHPC）高温后的抗压强度，并研究了其工作性能.结果表明：PPF体积分数达到0.9%后，可以防止UHPC发生高温爆裂；UHPC的抗压强度随着温度的升高先增大后减小，400℃作用后达到最大值，比20℃作用后提高了9.2%～19.9%；相同温度作用后，UHPC的抗压强度随着PPF体积分数的增大而降低；PPF熔化前与基体有效黏结，其与RTSF均可发挥桥连作用，PPF熔化后在基体中形成孔道，提高了UHPC的耐高温性能.     

玄武岩石粉对HPC工作性及抗氯离子渗透性能的影响

研究了玄武岩石粉的粒径和替代率0、10%、20%、30%（等质量替代水泥）对高性能混凝土（HPC）工作性和抗氯离子渗透性能的影响，并结合压汞分析技术从微观角度探讨了玄武岩石粉的作用机理。结果表明：随着玄武岩石粉粒径和替代率的增加，HPC的流动度和初凝时间均呈增大趋势；随着玄武岩石粉替代率的增加，HPC的电通量先减小后增大；随着玄武岩石粉粒径的增加，HPC的电通量呈增大趋势；玄武岩石粉的粒径对HPC抗氯离子渗透性能的影响与其替代率紧密相关，当替代率较低时，粒径越小，HPC的抗氯离子渗透性能越好，而当替代率较高时，减小粒径对HPC抗氯离子渗透性能的改善效果不大；玄武岩石粉的填充效应和潜在活性可以提高基体的密实度，从而提高HPC的抗氯离子渗透性能。     

基于示踪气体法的车内新风量计算方法研究

基于示踪气体法，利用人体产生的CO₂作为示踪气体，在测量乘用车内CO₂体积分数的基础上，分别采用差分法、稳态法、非线性回归法计算车内新风量，讨论计算方法的实用性。同一计算方法下，当车速一定时，车内新风量随着风扇档位升高而增大。当风扇关闭时，新风量基本随着车速的增大而增大。相同工况下，3种方法计算的新风量不一致，差分法的计算结果最小，非线性回归法的计算结果最大，稳态法的计算结果居中。随着风扇档位升高，差分法与稳态法计算结果的差距减小。非线性回归法的计算结果明显高于其他两种方法，尤其是在风扇开启时。对于非线性回归法，当风扇开启时，不论车速高低，车内CO₂体积分数实测值与回归值拟合程度均比较差。当风扇关闭时，不论车速高低，车内CO₂体积分数实测值与回归值拟合程度均比较好，且车速越低拟合程度越好。非线性回归法适用于车辆低速且风扇关闭工况。对于差分法，时间间隔对车内新风量的计算结果没有明显影响。对于稳态法，车内稳态CO₂体积分数对车内新风量的计算结果影响显著。差分法的重现性好，准确度高。     

方形通风管道中粒子沉积的拉格朗日模拟

采用一维耦合拉格朗日旋涡粒子相互作用模型,数值模拟了7m/s和9m/s空气流速下直径为10~200μm的粒子在水平和竖直光滑方形通风管道内的沉积速度。结果表明,在水平管道中,粒子在管道底部的量纲一沉积速度高于垂直壁面和顶部,沉积速度受摩擦速度和粒径的影响较大;在竖直管道中,对于10~80μm的粒子,量纲一沉积速度随着粒径的增大而增大,对于较大的粒子(粒径约大于80μm),量纲一沉积速度随着粒径的增大而略微减小;流动方向(向上或向下)对粒子的沉积有明显的影响。     

建筑健康环境空气微细颗粒物净化用复合滤料的试验研究

针对建筑室内健康环境对空气净化PM10/PM2.5的要求,研究提出了一种适合初、中、高中效过滤器联用的、粗细颗粒物同时净化的复合滤料。建立滤料性能测试实验台,分别对外层用大容尘量低阻滤料、内层用高效低阻滤料进行试验筛选。通过调整滤料的织物层状构造和滤层结构,采用滤料内层分层分尺度积尘替换现有滤层表层积尘,解决滤料表面滤饼造成阻力上升过快问题和过滤器梯级串联带来的设备空间问题。对不同克重驻极体滤料测定性能表明其具有高效低阻的特点;对新研发的大容量滤层的试验研究结果表明,可提高容尘量50%以上;对所构成的几种新型复合滤料的性能试验结果表明,新型复合滤料对PM2.5的过滤效率约为45%～90%,对PM10的过滤效率约为60%～95%,可满足人体健康对环境空气中PM10/PM2.5颗粒物提出的净化要求。     

空调用环形热管换热器的实验研究

以R22为工质,对环形热管换热器在不同充液率和风量下的换热性能进行了实验研究,研究结果表明环形热管换热器在实验条件下的最佳充液率在70％左右,当充液率一定时,环形热管换热器的换热量随着风量的增加而增加,但换热量增加的效果随着风量的增加而逐渐减小。     

微通道换热器换热性能的数值模拟及试验

采用数值模拟、试验方法,对微通道换热器的换热性能进行探究(主要考核空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数等)。将空气作为微通道换热器外部高温换热介质,将冷水作为微通道内部低温换热介质,不考虑冷水分配的不均匀性,对比分析在不同迎面风速、冷水进口温度条件下微通道换热器的换热性能。空气进口温度设定为35℃,相对湿度设定为60%(模拟时不考虑空气相对湿度对微通道换热器结露的影响),微通道换热器的迎面风速变化范围为1. 00～1. 75 m/s。冷水流量设定为1 m~3/h,冷水进口温度变化范围为5～8℃。空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数随迎面风速、冷水进口温度的变化趋势模拟与试验基本一致,由于试验条件下微通道换热器翅片易出现结露,使得试验条件下的空气压力降大于模拟结果。冷水进口温度为5℃时,空气出口温度、换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数均随迎面风速的增大而增大。迎面风速为1. 5 m/s时,空气出口温度随冷水进口温度的增大而增大,换热量、空气压力降、空气侧表面传热系数均随冷水进口温度的增大而减小。     

不可逆中冷回热再热太阳能布雷顿热机系统的分析

运用热力学第二定律,分析了恒温条件下,不可逆中冷回热再热太阳能布雷顿热机系统的损失和效率。结果表明:系统的效率随聚光比、高/低温侧换热器有效度的提高而增加;相同工作温度下,提高低温侧换热器有效度对系统效率的提高收益更大。在给定低压压缩机压比和高压透平膨胀比时,随着回热器有效度的增大,系统最大效率增加,最佳总压比减小;随着高/低温侧换热器有效度的增大,系统最大效率增加,最佳总压比增大。在给定总压比时,随着回热器、高低温侧换热器有效度的增加,系统最大效率增加,最佳低压压缩机压比和最佳高压透平膨胀比增大。这为系统的优化设计与节能运行提供了理论指导。