大气源解析设备结构优化研究方法
时间:2016-01-26 阅读:513
随着大气颗粒物的污染问题日益严峻,中国的大气污染控制已由从SO2、 NOx和TSP控制转向PM10控制,并将逐渐转向控制PM2.5。为解决PM2. 5源解析中无组织排放源的采样问题,西安建筑科技大学环境与市政工程学院樊越胜教授和高然博士对ZDA-ZXFCY01型颗粒物再悬浮采样器的关键运行参数进行了优化,总结了无组织排放源采样分析流程。
ZDA-ZXFCY01型颗粒物再悬浮采样器以计算流体力学(CFD)作为一种有效的计算分析工具,并利用专业的FULENT 6.3作为颗粒沉积分析软件来进行数值模拟。该方法能够准确地模拟采样器内的空气流动、空气品质、传热等现象,具备速度快、成本低、资料完备且能够模拟真实条件等优点,现已广泛应用到流体流场的预测与分析。
ZDA-ZXFCY01型颗粒物再悬浮采样器采用欧拉─欧拉法对采样器中的粒子沉积问题进行研究,相对有欧拉─拉格朗日法,欧拉─欧拉更偏重于浓度场的观察。于此同时,颗粒沉积模型采用混合模型,相对有其他沉积模型,混合物模型具有如下优点:
1、混合模型允许相之间互相贯穿,所以对一个控制容积的体积分数可以是0和1之间的任意值,取决于相和相所占有的空间。
2、混合模型使用了滑流速度的概念,允许相以不同的速度运动。(注,相也可以假定以相同的速度运动,混合模型就简化为均匀多相流模型)。
混合模型的连续方程为:
混合模型的动量方程可以通过对所有相各自的动量方程求和来获得。它可表示
ZDA-ZXFCY01型颗粒物再悬浮采样器所采用的研究方法减少了设计成本,降低了设计风险,缩短了设计周期。同时,FULENT 6.3软件能实现快速的建模、网格自动划分功能,具备强大的求解功能,拥有显示浓度场、温度场、湿度场、速度场、空气龄场、PMV场、PPD场等数据的数值报告。除此之外,混合模型还可以为滑移速度使用其它代数滑移方法来用户定制化。
总之,ZDA-ZXFCY01型颗粒物再悬浮采样器是一款新型的再悬浮采集装置,与其他装置相比,本研究介绍的再悬浮装置简便经济,具有较高的采样效率,在无组织尘排放源谱分析中具有较高的实用价值。