氣溶膠測量原理、技術及應用

第一部分基本理論
1氣溶膠概論2
1.1引言2
1.2單位和公式3
1.3術語4
1.4影響氣溶膠行為的參數(shù)5
1.4.1粒徑和粒子形狀5
1.4.2粒子濃度6
1.4.3粒徑分布7
1.4.4粒子吸附和分離7
1.4.5外加力9
1.5選用氣溶膠測量設備的注意事項9
1.6參考文獻10

2單粒子傳輸基本原理14
2.1引言14
2.2連續(xù)流14
2.2.1雷諾數(shù)15
2.2.2流線15
2.2.3馬赫數(shù)15
2.2.4層流和湍流16
2.2.5邊界層16
2.2.6滯流16
2.2.7泊肅葉流17
2.2.8經(jīng)過彎管、緊縮、擴張?zhí)幍牧黧w17
2.2.9氣體密度17
2.2.10黏度18
2.3滑移流區(qū)18
2.3.1空氣平均自由程19
2.3.2克努森數(shù)19
2.4曳力和遷移率19
2.4.1連續(xù)流19
2.4.2滑移流20
2.4.3曳力系數(shù)20
2.4.4機械遷移率21
2.5布朗擴散22
2.5.1氣體擴散22
2.5.2粒子擴散22
2.5.3貝克來數(shù)23
2.5.4施密特數(shù)24
2.6粒子在外力場中的運動24
2.6.1粒子在重力場中的運動24
2.6.2粒子在電場中的運動27
2.6.3粒子在其他外力場中的運動29
2.7符號列表31
2.8參考文獻33

3氣溶膠系統(tǒng)中的物理化學過程34
3.1引言34
3.1.1定義34
3.1.2開爾文效應35
3.2凝結36
3.2.1生長率36
3.2.2生長所需時間38
3.3成核現(xiàn)象38
3.3.1均相成核38
3.3.2異相成核38
3.3.3平衡狀態(tài)39
3.4蒸發(fā)39
3.4.1蒸發(fā)速率39
3.4.2干燥時間39
3.5凝聚41
3.5.1簡單單分散凝聚41
3.5.2多分散凝聚42
3.5.3動力凝聚43
3.6反應44
3.6.1反應45
3.6.2吸收45
3.6.3吸附45
3.7參考文獻46

4氣溶膠的粒徑分布特征47
4.1粒徑和粒徑分布的基本概念47
4.1.1粒徑定義47
4.1.2粒徑分布47
4.1.3粒徑分布函數(shù)的應用49
4.2大氣氣溶膠49
4.2.1引言49
4.2.2Whitby模型51
4.2.3核模態(tài)，粒徑范圍0.005～0.1μm52
4.2.4積聚模態(tài)，粒徑范圍0.1～2μm53
4.2.5粗粒子模態(tài)，粒徑范圍大于2μm56
4.3室內氣溶膠57
4.4工業(yè)氣溶膠59
4.5粒徑分布中的模態(tài)廣義模型59
4.6符號列表60
4.7參考文獻60

5氣溶膠測量方法63
5.1引言63
5.2質量保證：測量計劃63
5.3測量準確度64
5.4粒徑范圍64
5.5離線測量65
5.6實時測量66
5.6.1濾膜采集粒子的測量66
5.6.2單粒子實時測量66
5.7氣溶膠測量誤差68
5.7.1采樣和傳輸69
5.7.2檢測器響應與靈敏度70
5.7.3檢測器的重合誤差71
5.7.4密度和其他物理性質的校正71
5.7.5氣溶膠采樣統(tǒng)計73
5.8粒徑分布的表示方法74
5.9參考文獻76

第二部分技術
6氣溶膠在采樣入口和管路中的輸送78
6.1引言78
6.1.1校準80
6.1.2樣品提取80
6.1.3樣品輸送81
6.1.4其他采樣問題81
6.1.5小結82
6.2樣品提取82
6.2.1效率84
6.2.2用薄壁采樣嘴在流動氣體中采樣86
6.2.3同軸采樣87
6.2.4用鈍形采樣器在流動氣體中采樣95
6.2.5靜止空氣中的采樣97
6.2.6低速氣流中的采樣100
6.3樣品輸送101
6.3.1采樣管路中的重力沉降102
6.3.2采樣管路中的擴散103
6.3.3采樣管路中的湍流慣性沉積或渦流105
6.3.4彎管內的慣性沉積108
6.3.5采樣管路中氣流壓縮元件的慣性沉積109
6.3.6采樣管路中的靜電沉積110
6.3.7采樣管路中熱遷移沉積111
6.3.8采樣管路中的擴散遷移沉積112
6.3.9儲存艙與儲存袋內的沉積113
6.4其他采樣問題114
6.4.1稀釋狀況下的采樣114
6.4.2采樣管路與入口處的阻塞115
6.4.3沉積物的再懸浮現(xiàn)象116
6.4.4入口和傳送管道中粒子濃度的不均一性116
6.5結論117
6.6符號列表118
6.7參考文獻120