塵粒

硅酸鹽塵粒是宇宙塵埃的主要成分之一,它廣泛存在於許多天體物理環境中,其特性隨環境而變化。由於近年來觀測數據的不斷增加和紅外光譜質量的逐步提高,宇宙空間中的硅酸鹽塵粒正受到越來越多的關注．該文詳細地介紹了在各種天體環境(星際空間、演化晚期恆星的星周塵埃包層、繞年輕恆星和主序星的星周塵埃盤、彗星的彗發和行星際空間)中的硅酸鹽塵粒的觀測特徵,並分別對其物理和化學性質進行了綜合比較．觀測已經證實在星際塵埃演化的前身(演化晚期恆星的星周塵埃包層)和其遺蹟(彗星)均有可觀數量的結晶硅酸鹽存在。但是至今還沒有在其中間態(彌散星際介質)找到結晶硅酸鹽存在的證據 。 ^[1] 

通過對射流擾動控制方程及其解的分析,基於兩相流的噴霧概念模型,引入了空穴、湍流和空氣動力共同作用的霧化模型;基於液滴對塵粒的主動碰撞理論,對典型水霧捕塵機理進行了改進;運用顯微顆粒圖像分析儀和乾粉激光粒度分析儀對採用濾膜法和人工法取樣的綜放工作面噴霧前後各生產工序產塵的粒度、粒徑分佈及礦塵的形狀進行了測定,得到了噴霧降塵對各工序產塵的平均粒徑及其分散度影響的定性變化規律。建立了基於Eulerian-Eulerian模型與Eulerian-Lagrangian模型相組合的綜放工作面噴霧降塵過程氣體一顆粒兩相流動的流體力學數學模型;應用混合差分格式和基於同位網格的SIMPLE算法給出了氣粒兩相流動的數值解法;並以FLUENT軟件作為計算平台對綜放工作面形成全斷面霧流時噴霧降塵過程的氣體—粉塵—霧滴的流場進行了數值模擬。利用自行設計與製造的實驗裝置在模擬綜放面實際風速的前提下,分不開啓風機、開啓風機無塵源、開啓風機釋放塵源等三種情況進行了粉塵場與霧滴場耦合關係的噴霧降塵實驗。根據實驗數據,得到了霧滴在上述三種不同情況時在整個模型空間內的分佈規律;提出了霧流霧化效果“三場”的概念;並採用數值分析方法在霧滴捕塵基本保證粒徑40～160μm範圍內分[40,65]μm、[65,100]μm、[100,160]μm等三個粒徑區間分別擬合了無塵液滴平均粒徑D_無塵液滴與其捕獲塵粒平均粒徑ΔD之間的函數表達式;提出了針對呼吸性粉塵的霧滴最佳捕塵粒徑為15～70μm;同時擬合了D_無塵液滴與D_{未捕獲塵粒},D50_無塵液滴與η_全塵、η_呼塵之間的數學關係式;通過添加表面活性劑時的塵霧場耦合實驗,驗證了其提高降塵效果的若干定性結論。基於表面活性劑單體溶液表面張力及接觸角的實測結果,根據表面活性劑復配溶液的煤塵沉降Walker實驗及其反向滲透實驗結論,確定了降塵劑的最優配方CZYNS-1;同時研發了表面活性劑定量泵添加工藝;通過對煤粉試片臨界表面張力的測定分析、不同粒度煤粉試片及不同孔隙率煤樣接觸角的測定分析,完善和拓展了表面活性劑的降塵理論。 ^[2] 

在城市化建設過程中，大量舊建築被拆除，新型建築拔地而起，產生了大量的建築粉塵，嚴重破壞了自然景觀和生態環境。此外，開發新的建築羣需要大量的建築工人投入到建築一線上去，導致了矽肺病患者的人數急速攀升，嚴重影響了社會勞動羣體的身體健康和正常生活。由於建築粉塵產生矽肺病需要及時治療，由於在建的建築工地較多，對建築工人的需求量大，導致有更多的建築工人患上了矽肺病，總體上來看，原本可以避免的高額治療費給社會帶來了極大的浪費。因此，在加快城市化發展的同時，加強建築施工環節對粉塵的防護，儘可能減小建築粉塵對建築工人和周邊居民身體傷害，堅持以人為本，構建節約型社會，形成個人和社會的協調發展具有重要意義。運用模擬仿真分析與現場實測分析相結合的方法，分析建築工地粉塵的分佈情況，進而反映出建築工地粉塵的危害性以及傳統防塵管理的不足。通過基於FLUENT流體力學模擬軟件對建築工地粉塵運動軌跡進行了模擬，形象直觀地展現了特定工作環節建築施工場所周邊的濃度分佈情況，確定了建築施工環節中的安全區域和危險區域；在實測分析部分，通過對現場實測數據的統計分析描述了特定工序粉塵分佈函數，證實了模擬仿真結果的一致性；最後，在模擬仿真分析和現場實測分析結果的基礎上，結合相關防塵標準，對建築施工過程中防護方法和用具的選擇進行了分析和建議，為建築施工管理人員制定粉塵危害防策略提供理論依據。

近年來,隨着我國工業飛速發展,越來越多的工業廢氣與汽車尾氣被產生並排放到大氣中,這些導致了大氣的嚴重污染。其中粉塵污染為大氣污染中較為種的部分。粉塵污染在我國非常嚴重,人們迫切需要一種能夠有效淨化空氣中懸浮粉塵顆粒的方案。在對粉塵污染進行沉降中,較難以去除的是微細粉塵(PM2.5),這種粉塵由於粒徑小、重量輕,可以長期懸浮於空氣中,並且很難被人工捕捉沉降。對此,人們做了大量研究,同時也提出了很多降塵方案。本問研究課題在前人研究理論的基礎上,提出採用高壓細水霧除塵的方案。與傳統水霧除塵相比,課題方案由於採用高壓,可以使水霧荷電,荷電後的水霧對微細粉塵有更強的捕捉能力;並且在高壓下,水霧水粒直徑會更加小,這對微細粉塵的捕捉有積極作用。本研究課題將從以下幾個方面對課題展開研究並得出結論:深入闡述大氣的嚴重污染程度,以及其對人體的危害來突出本課題對人類產生的積極作用。重點分析水壓與除塵效率之間的關係。首先通過研究水粒破碎數、水粒最終破碎直徑、水霧出射速度與噴霧水壓的關係,説明水壓對設備的微細粉塵捕捉效率影響;再通過FLUENT驗證噴霧水壓與水霧出射速度的關係;通過分析水霧水粒直徑與粉塵顆粒直徑的大小對去除微細粉塵的影響,得出最佳除塵水壓;最後解釋了高壓水霧的凝結與靜電作用,並且説明高壓水霧除塵的優點。充分驗證了設備採用高壓的必要性,為設備方案的選擇奠定堅實基礎。分析水霧除塵機理,闡明水霧水粒在除塵過程中的作用,理論驗證高壓水霧除塵在理論上的可行性,為課題提供理論支持。設計設備結構,理清設備除塵過程;對設備各組成件進行分析,通過計算,選擇合適水泵與電機,並且選擇合適配件類型。對不同噴嘴孔徑與水壓下的除塵效率展開實驗,驗證上述各項的正確性,檢驗設備除塵效率是否達到設計要求達到國家《環境空氣質量標準》要求(日均濃度≤753?mg);對實驗結果進行分析,提出設備的改進方案,為設備的改進做好準備。

資料來源

中國天文學名詞審定委員會網站：

維基天文網站：