气溶胶力学资料
气溶胶力学第6章
a y = ( D − 2 y3 ) t 2
由于该加速度，作用于粒子上的力为 由于该加速度，
F = ma y =
π
6
d p ρ pay
3
假设粒子的侧向运动是层流， 假设粒子的侧向运动是层流，则最终速度
ρ pd p 2ayC FC vt = = 3πµd p 18µ
其中C为肯宁汉修正系数。 其中C为肯宁汉修正系数。
（6-12）
1 − a 2 (8 − 12 y 2
a 2 D)
2 5 ρ p d p v0 C 令 β= 72 µD
那么式（ 12） 那么式（6-12）可以写为
2 1
y2 β (8 − 12 y 2 a D) 3 (1 − 2a) − = 2 D 2 D 1 − a 2 (8 − 12 y 2 a 2 D) 3 1 dp
v0 ψ= - 8
2 3 2 8 y2 1 2 y2 4 y2 2 3 ( D + 4 Dy 2 + 4 y 2 ) − D ( − 2 + 3 − 4 + ⋅ ⋅ ⋅) D D D D
如果y D/2小很多 该方程可以近似为： 小很多， 如果y2比D/2小很多，该方程可以近似为：
2.90 δ= sin 2 θ
1 vD θ 7 ( ∫ sin θdθ ) 2 v0 0
图6-2 α与β之关系 与 之关系
vD （6-18） θ=π/2时 当θ=π/2时 δ 2 = 1.958 v0
图 6-3
y 2 与β之间的关系 之间的关系
边界层中的速度剖面图可近似的以下式表达： 边界层中的速度剖面图可近似的以下式表达：
dp
（6-7）
距离y3可以表示为： 距离y3可以表示为： y3可以表示为 则从图6 则从图6-1知 sin θ 3 =
气溶胶知识讲解
气溶胶本节内容要点：气溶胶的定义、分类、源、汇、粒径分布、气溶胶粒子的化学组成、气溶胶的危害、气溶胶污染源的推断等1）气溶胶的定义和分类气溶胶(aerosol)是指液体或固体微粒均匀地分散在气体中形成的相对稳定的悬浮体系。
微粒的动力学直径为0.002～100μm。
由于粒子比气态分子大而比粗尘颗粒小，因而它们不象气态分子那样服从气体分子运动规律，但也不会受地心引力作用而沉降，具有胶体的性质，故称为气溶胶。
实际上大气中颗粒物质的直径一般为0.001～100μm；大于10μm的颗粒能够依其自身重力作用降落到地面，称为降尘；小于10μm的颗粒，在大气中可较长时间飘游，称为飘尘。
按照颗粒物成因不同，可将气溶胶分为分散性气溶胶和凝聚性气溶胶两类。
分散性气溶胶是固态或液态物质经粉碎、喷射，形成微小粒子，分散在大气中形成的气溶胶。
凝聚性气溶胶则是由气体或蒸汽(其中包括固态物升华而成的蒸汽)遇冷凝聚成液态或固态微粒，而形成的气溶胶。
例如二氧化硫转化成硫酸或硫酸盐气溶胶的过程如下：●二氧化硫气体的氧化过程● 气相中的成核过程(液相硫酸雾核)在过饱和的H2SO4蒸气中，由于分子热运动碰撞而使分子(n个)互相合并成核，形成液相的硫酸雾核。
它的粒径大约是几个埃。
硫酸雾核的生成速度，决定于硫酸的蒸气压和相对湿度的大小。
●粒子成长过程硫酸粒子通过布朗运动逐渐凝集长大。
如果与其他污染气体(如氨、有机蒸气、农药等)碰撞，或被吸附在空中固体颗粒物的表面，与颗粒物中的碱性物质发生化学变化，生成硫酸盐气溶胶。
根据颗粒物的物理状态不同，可将气溶胶分为以下三类：(1)固态气溶胶--烟和尘；(2)液态气溶胶--雾；(3)固液混合态气溶胶--烟雾(smog)。
烟雾微粒的粒径一般小于1μm (见表2-13)。
气溶胶按粒径大小又可分为：(1)总悬浮颗粒物(total suspended particulates或TSP)，用标准大容量颗粒采样器(流量在1.1～1.7m3/min)在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物，它是分散在大气中各种粒子的总称。
气溶胶详细资料大全
气溶胶详细资料大全气溶胶（aerosol）由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系，又称气体分散体系。
其分散相为固体或液体小质点，其大小为0.001～100μm，分散介质为气体。
液体气溶胶通常称为雾，固体气溶胶通常称为雾烟。
天空中的云、雾、尘埃，工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟，采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘，人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。
气溶胶的消除，主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。
基本介绍•中文名：气溶胶•外文名：aerosol•大小：0.001～100μm•消除方法：降水、粒子碰并、聚合、沉降等•别称：胶体分散体系，气体分散体系•颗粒形状：近球形、片状、针状、不规则状等简介,物理性质,特性,粒度,分类,自然产生,人类产生,研究历史,浓度分布,化学组成,制备方法,物质影响,全球变暖,环境污染,农业影响,套用举例,学术研究,研究进展,MODIS影像,简介悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。
这些固态或液态颗粒的密度与气体介质的密度可以相差微小，也可以悬殊很大。
颗粒的大小一般从0.001～100μm。
颗粒的形状多种多样，可以是近乎球形，诸如液态雾珠，也可以是片状、针状及其它不规则形状。
在工程技术中，特别是劳动保护和环境保护工程中，为区别于洁净空气，常通俗地使用含尘气体或污染气体来称呼气溶胶。
从流体力学角度，气溶胶实质上是气态为连续相，固、液态为分散相的多相流体。
气溶胶分为烟、雾和灰尘，可自然产生或人工形成。
用物理或化学凝结法获得的小于10μm固体微粒构成的气溶胶称为烟。
在蒸气凝结或液体分散过程液体微粒构成的气溶胶称为雾。
固体物质分散时由大于10μm固体微粒构成的气溶胶叫做灰尘。
气溶胶在多数情况下是粗分散物系，所以在引力场中它们迅速沉降于表面气溶胶中不断进行能导致本身破坏的自发过程：微粒的附着(凝聚)、汽滴的汇合(聚结)、沉积(沉降)、蒸发、等温升华。
气溶胶的原理及应用
气溶胶的原理及应用1. 气溶胶的定义气溶胶是指在气体中悬浮的固体或液体微粒子，其大小在0.001μm到100μm之间。
2. 气溶胶的形成原理气溶胶的形成主要有以下几种原理：2.1. 气溶胶的机械生成气溶胶的机械生成是指通过机械活动产生的气体微粒子。
例如，在机械加工过程中产生的金属粉尘就是一种机械生成的气溶胶。
2.2. 气溶胶的雾化生成气溶胶的雾化生成是指通过雾化器将液体分散成小液滴，并在空气中形成气溶胶。
这种方式通常用于喷雾器和雾化器等设备中。
2.3. 气溶胶的凝聚生成气溶胶的凝聚生成是指气体中的微小粒子在空气中互相碰撞，聚集成较大的粒子，形成气溶胶。
这种过程常见于燃烧过程中产生的烟尘。
3. 气溶胶的应用领域气溶胶在许多领域都有重要的应用，以下列举了几个典型的应用领域：3.1. 大气环境研究气溶胶对气候变化和大气环境有着重要的影响，研究气溶胶的特性和组成可以帮助我们更好地理解大气的变化和污染程度。
3.2. 工业生产气溶胶在工业生产中起着重要的作用。
例如，在粉尘颗粒的处理和收集过程中，常常需要使用气溶胶来捕获和过滤颗粒。
3.3. 医疗保健气溶胶在医疗保健领域也有着广泛的应用。
例如，医院中常常使用气溶胶消毒剂来杀灭细菌和病毒，保持医疗环境的清洁。
3.4. 空气净化气溶胶的净化技术在空气净化领域中得到了广泛的应用。
通过使用空气净化设备，可以有效去除空气中的气溶胶和有害物质，改善室内空气质量。
3.5. 药物传递气溶胶还可用于药物的传递。
通过喷雾器等设备将药物制剂雾化成气溶胶，可以使药物更容易进入呼吸道和肺部，从而提高药物的吸收效率。
4. 总结气溶胶是在气体中悬浮的固体或液体微粒子，其形成原理包括机械生成、雾化生成和凝聚生成。
气溶胶在大气环境研究、工业生产、医疗保健、空气净化和药物传递等领域都有着重要的应用。
了解气溶胶的原理和应用对于保护环境和改善生活质量具有重要意义。
气溶胶力学第一章1-5
• 对于电阻率较高的粉尘，温度较低时（100℃ 以下）主要是表面导电；温度较高时（约 200℃以上）主要是体积导电。 • 粉尘的电阻率与测定时的条件有关，如气体 温度、湿度和成分，粉尘的粒径、成分和堆 积的松散度等，所以，粉尘的电阻率仅是一 种可以互相比较的表观电阻率，通常称为比 电阻。
5 粒子的光学性质 • 由于大气中气溶胶粒子对光的散射，使可见 度大为降低，这也是一种空气污染现象，城 市中这种污染最强烈。粒子对光的散射是测 定气溶胶粒子的浓度、大小和决定气溶胶云 的光行为的主要方法之一。 • 概括地说，单个粒子对光的散射与其粒径、 折射指数、粒子形状和入射光的波长有关。 空间中任何一点的辐射强度是由光源和汇的 布置、气溶胶的空(de/ds)² （1-1）
de表示等效直径；ds表示沉降直径 对于球体k=1.0，对于非球体粒子，等效直 径总是大于沉降直径的，所以k值总是大于 1.0。
• 球形度φ和动力形状系数 k的关系：
k=(0.834㏒φ/0.065)¯¹ （1-2）
如果确定了粒子的球形度，就可以利用 （1-1）和（1-2）式进行等效直径之间的换算。
• 空隙率
ε：
ρb = (1 − ε ) ρ p
五 气溶胶粒子的其他性质
1 润湿性 • 尘粒与液体附着的难易程度称为粉尘的润湿性。 • 根据颗粒能被水润湿的程度，一般分为亲水性粉 尘和疏水性粉尘。 • 粉体的润湿性可以用液体对试管中粒子的润湿速 度来表征。通常，取润湿时间为20 min，测出此 时间的润湿高度L20(mm)，于是润湿速度为
• 在除尘技术中，粉尘的润湿性是设计或选用 除尘设备的主要依据之一 。 • 对于润湿性好的亲水性颗粒物，可考虑湿式 净化。
2 安息角和滑动角 • 安息角：尘粒自漏斗连续落到水平板上， 堆积成圆锥体。圆锥体的母体线同水平面的 夹角。 • 滑动角：指光滑平板倾斜时粉尘开始滑移 的倾斜角 。 • 通常滑动角比安息角略大。
气溶胶力学第四章
此时
Vu dz vz = = h dt
（4.20）
粉尘粒子在平行于极板方向的运动速度为 极板间的风流速度v(z)，且
dx v(z) = dt
（4.21）
图 4.2 荷电粒子在电场中的运动
若荷负电粒子在进口的最上部进入电场， 由式（4.20），（4.21）可计算出他沉降到 下极板的距离xo：
h h vh 2 x0 = ∫0 v( z )dz = Vu Vu
（4.14）
沉降室总长度为L 的收集效率为：
vs L N η = 1− = 1 − exp[− ] N0 ∆Hv
（4.15）
降低风速和减少高度∆H可以提高收集效率， 因此工业沉降室中都装有隔板，以减小粒 子在沉降室中的沉降高度。此外，为了清 灰方便，隔板多为倾斜的。
四 层流情况下粒子在静电场中的运动
dr ω = r ,ω = τ v dθ v r
2
（4.28）
• 设粒子所受阻力服从斯托克斯律，将离心 沉降速度计算式代入式(4.28)，并积分得 r2 θ （4.29）
∫
rθ
dr = ∫ τ vdθ
0
于是有
（4.30） 将上式代入式(4.26)中，得匀速层流下绕圆弧 形通道的流动的惯性除尘分级效率
第四章 气溶胶粒子的曲线运动
• 气溶胶粒子的曲线运动比气溶胶粒子 的直线运动复杂得多， 只有少数情况， 可以得到方程的解、在介质阻力与粒 子运动速度成正比的情况下，即对斯 托克斯粒子，粒子的曲线运动理论才 比较简单。本章所讨论的问题基本上 限于斯托克斯粒子。
一 粒子曲线运动时的一般理论
气溶胶粒子在运动介质中运动时，粒子通 常要落后于流动介质，这时，斯托克斯公 式为： F = 6πµa(V − U ) （4.1） 其中 V ,U 是粒子和介质的运动矢量；a是粒子 的半径；µ是粘性系数。
气溶胶的装置及应用技术
气溶胶的装置及应用
装置主要有：1、定量吸入器（MDI）
2、干粉吸入器（DPI） 3、雾化器（Nebulizers）
定量吸入器
• 目前我们 科常用的 定量吸入 器有：万 托灵和爱 全乐
定量吸入器
• 定量吸入器由氟 利昂最为助推剂， 手压驱动，微粒 直径大约在 3~6μm 。
使用定量吸入器的注意事项
• 直径＞5μm的微粒大多以惯性冲撞的方式沉
降于上气道。
重力沉降
• 微粒以重力沉降的方式沉降就有一个时间依赖行 的问题，微粒在气道内的集聚的有效性随其在气 道内停留时间的增加而增加。
• 直径在1~5μm的微粒主要沉降于第10~17级
支气管壁，直径0.5~1μm的微粒主要沉降于 细支气管壁和肺泡壁。
应用MDI和雾化器的药物分布比较
喷射雾化器和超声雾化器的区别
喷射雾化器 动力 原理 每次雾化液量 气雾微粒直径 气雾量 治疗时间 气雾温度 死腔容量 微粒在肺内沉降 压缩空气或氧气 文丘氏原理 4-6ml 一般2-4μ m与气流流速有关 小 5-15min 连续雾化时因蒸发温度下降 0.5-2ml 10%左右 超声雾化器 电源 超声波震动 根据治疗要求和仪器决定 3.7-10.5μ m，与频率有关 较大 10-30min 连续雾化温度不变或略高 0.5-1ml 2%-12%
小容量雾化器
小容量雾化器
• 小容量雾化器也常被称作小容量喷射雾化器。 • 它的驱动力是压缩空气或氧气气流，高速气流通过细孔喷 嘴时，根据文丘氏效应在其周围产生负压携带贮罐内液体， 撞击细孔上方挡板使液体粉碎成大小不等的微粒。 • 较大微粒经挡板拦截后落回贮罐继续雾化。 • 有一定的液体不能被雾化即“死腔容量”
气溶胶微粒大小、直径和形态对沉降的影响
气溶胶相关知识点总结
气溶胶相关知识点总结气溶胶是指在气体中悬浮的微小液滴或固体颗粒。
气溶胶在大气中广泛存在，对人类健康和环境产生了重大影响。
在本文中，我们将讨论气溶胶的定义、特性、来源、组成、影响以及大气污染等相关知识点。
1. 气溶胶的定义和特性气溶胶是由气体中微小的液滴或固体颗粒组成的混合物。
这些微粒具有直径范围从几纳米到几百微米不等。
气溶胶通常通过悬浮在空气或其他气体中的微粒形式存在，由于其微小的颗粒大小和轻微的密度，它们通常具有非常长的停留时间，因此对空气的稳定性和质量产生了显著的影响。
2. 气溶胶的来源气溶胶的来源多种多样，包括自然来源和人为来源。
自然来源的气溶胶主要包括粉尘、气体的排放、植物的挥发物质等。
人为来源的气溶胶主要包括工业排放、交通尾气、燃烧排放等。
气溶胶的来源对其成分和影响有着明显的影响。
3. 气溶胶的组成气溶胶的组成十分复杂，主要包括水、硝酸盐、硫酸盐、碳、金属盐、有机物等多种成分。
这些成分来源于不同的排放源，并且对于大气的化学和物理特性产生了显著的影响。
4. 气溶胶的影响气溶胶对大气环境、气候和人类健康都有着重要的影响。
首先，气溶胶对大气能见度的影响非常显著，它会导致雾霾天气的出现。
其次，气溶胶的成分还与气候变化有关，例如硫酸盐和硝酸盐等气溶胶可以影响云的形成和湿度的分布，并通过直接和间接效应对地球气候产生重要的影响。
同时，气溶胶的成分和浓度与人类健康密切相关，高浓度的气溶胶可能对人类的呼吸系统和心血管系统产生不良影响。
5. 大气污染中的气溶胶气溶胶在大气污染中扮演着重要的角色。
在工业、交通和能源的发展过程中，大量的废气排放和粉尘颗粒等污染物排放进入大气中，其中大部分以气溶胶的形式存在。
这些气溶胶会影响大气的透明度，降低大气能见度，增加雾霾的出现频率。
同时，气溶胶中的有害成分也会对人类健康产生不利影响。
因此，对气溶胶的监测和治理成为大气环境保护的重要课题。
6. 气溶胶的监测和治理为了有效监测和治理气溶胶的污染，人们开展了大量的研究工作。
气溶胶力学第二章(含原第三章)
（2－7）
引进流函数
1 vr 2 r sin 1 v r sin r
（2－8）
利用斯托克斯算符：
2 sin 1 D 2 2 ( ) r r sin
（2－9）
式（2-7）中的前两个方程可表为：
(1)
斯托克斯(Stokes)区 Re≤1 CS =24／Re (2.32)
代人式(2.30)，得著名的斯托克斯阻力公式
f 3d p
(2)艾伦(AlIen)区
(2.33)
l< Re≤500 =10.6／Re ½ (2.34) CS
(3)牛顿区
CS
500< Re <2×105 =0. 44 (2.35)
f n(n 1)r
n 2
所以
所以
n(n 1)r
n 2
2r
n 2
0
解该式得 n=-1 ,n=2
f Ar Br
2
1
带入式（2-13）得
2 B 2 F 2 F Ar r r
同理
A 4 1 D 2 F (r ) r Br Cr 10 2 r
图 2-2 物体上所受阻力
由（2-22）式
Px P(r , ) cos ds
s
0
3 v0 ( P cos ) cos sin 2a 2 d 2 a
2 0
3v0 a sin cos d 2av0
由式（2-23）
Fx r sin ds
（2-20） （2-21）
气溶胶物理及其应用研究
气溶胶物理及其应用研究1. 前言气溶胶是指在气态环境中悬浮的固体或液体微粒，其大小在10纳米至100微米之间，具有很强的空气动力学特性。
气溶胶经常出现于人们生产和生活的各个方面，如壅塞空气滤芯、影响大气质量、制造云和雾、传播传染病等。
气溶胶在环境和健康领域具有重要的研究价值。
本文旨在介绍气溶胶物理及其应用研究，探讨其研究意义和未来发展趋势。
2. 气溶胶物理2.1 气溶胶的形成气溶胶的形成可分为两种情况：一种是通过气态化学反应形成，另一种是当空气中的气溶胶超过饱和度时形成。
前者是指气态物质在大气中通过化学反应和凝聚作用形成气溶胶；后者是当空气中的气溶胶浓度超过了饱和点，便会形成气溶胶。
在人类活动中，如火车运行、工厂生产、木材燃烧和汽车行驶等，都会产生大量的气态物质，这些物质在大气环境中通过氧化和光反应等化学过程形成气溶胶。
2.2 气溶胶的特性气溶胶具有多种特性，如流动性、表面活性、光学、热学和电学等，这些特性使得气溶胶在多种领域具有广泛的应用。
气溶胶颗粒的流动特性是指它们在空气中的运动，受到重力、浮力和扩散等力的影响。
气溶胶颗粒的表面活性决定了它们与其他材料的相互作用和吸附能力。
光学特性意味着气溶胶颗粒对光的反射、散射和吸收能力。
热学特性包括热传导和热辐射等，电学特性则是指在电场和静电场中的表现。
3. 气溶胶应用研究3.1 气溶胶在大气环境中的应用气溶胶在大气环境中的应用研究主要包括其对大气环境的影响以及污染控制等方面。
气溶胶可以通过多种途径进入人体，对健康和环境造成威胁。
在大气环境中，气溶胶对大气颗粒物浓度的提高、空气质量和能见度的影响及对大气辐射平衡的影响等都有显著贡献。
此外，气溶胶的形成机制、特性、来源和演化过程也是大气科学研究中的重要方面。
3.2 气溶胶在医疗领域中的应用气溶胶在医疗领域中的应用研究包括药物递送、防止粉尘吸入和传染病防治等方面。
气溶胶药物递送是指将微米和纳米级别的药物通过吸入方式送达到人体深处，利用气溶胶在人体内的流动特性和表面活性实现药效的高效释放。
气溶胶介绍
气溶胶是由固体颗粒、液体颗粒或液体及固体颗粒悬浮于气体介质中形成的匀称分散的多体系，它们的粒子大小约在100-10000纳米之间，属于粗分散物系，可长时间悬浮于空气中。
气溶胶在气体介质中不因重力作用而沉降。
环境科学中一般定义大气气溶胶为悬浮在大气中的尺度为几十埃到几百微米的固体或液体粒子体系。
气溶胶粒子是悬浮在大气中的多种固体微粒和液体微小颗粒，气溶胶有自然或人类两种来源。
有的来源于自然界，如火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤微粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒、细菌、微生物、植物的抱子花粉、流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等；有的是由于人类活动，如煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等。
气溶胶粒子具有分布不匀称、变化尺度小、简单性的特点，多集中于大气的底层，对云的凝聚核、雨滴、冰晶形成，进而对降水的形成起重要作用。
气溶胶甚至可以转变云的存在时间，能够在云的表面产生化学反应，打算降雨量的多少，影响大气成分。
气溶胶粒子能够从两方面影响天气和气候。
一方面可以将太阳光反射到太空中，从而冷却大气，并会使大气的能见度变坏；另一方面却能通过微粒散射、漫射和汲取一部分太阳辐射，削减地面长波辐射的外逸，使大气升温。
气溶胶中的粒子具有许多特有的动力性质，光学性质，电学性质。
比如布朗运动，光的折射，象彩虹，月晕之类都是由于光线穿过大气层而引起的折射现象，而大气中含有许多的粒子，这些粒子就行成了气溶胶。
依据光电子能谱（XPS）对气溶胶燃烧后的固体颗粒的分析, 可知其固体产物中主要含有元素C、N、0、K,这四种元素存在的形式有金属碳化物、C、CO32盐、C的有机物、-C00盐、κ2o> K2CO3、KN3、KNO2> KNO3o可以看出固体产物微粒中的主要成分是金属碳化物和碳酸盐。
此外，有些气溶胶配方会加入肯定量的碘化银（Agl）。
碘化银的熔点为558C,沸点1506C,放于光中变色，最终变黑。
气溶胶力学
课程名称：气溶胶力学一、绪论研究气溶胶粒子的形成、运动、沉降和凝并的科学成为气溶胶力学。
其研究内容对人类的生产和生活有着重大的影响。
自然界中云的形成对气候的影响；水蒸发凝结而降雨；风所造成的固体颗粒的迁移与沉积；风对植物花粉的传播以及空气中微生物的散布等都是气溶胶力学的研究内容。
气溶胶的形成对人们的生产和生活有着有害和有利的双面，如一些尘粒会造成呼吸性疾病，生产过程中尘粒的发散会对产品的质量造成影响；但是，液体燃料在燃烧前喷成雾状以及固体燃料在燃烧前磨成粉末可以提高燃烧效率。
目前，研究气溶胶粒子的沉降过程比研究粒子的形成更有意义。
控制粉尘污染的方法和手段是多样的，一般有重力式、惯性式、离心式、纤维过滤式、织物过滤式、静电式以及各种湿式除尘设备。
而气溶胶力学所研究的内容是他们手机气溶胶粒子的机理以及在收集过程中气流的流场和能量损失。
气溶胶力学的研究内容是气象、环境保护、劳动保护等科学的理论基础。
为除尘净化的目的，从气溶胶粒子的物理性质及其运动；气溶胶粒子的空气动力捕获、扩散运动与沉降；气溶胶粒子的凝并、经典沉降以及气溶胶粒子的其他沉降机理讲解。
二、当前气溶胶科学发展动向在应用方面,气溶胶工程技术发展很快。
首先,微电子这一尖端高技术的发展,要求超纯净的工作环境,例如,在大规模和超大规模集成电路超纯净工作室,要求空气中所含气溶胶粒子浓度低于每立方英尺个粒子。
因此,气溶胶粒子的过滤与分离的间题,以及超微量粒子浓度的测量问题,就成为当代气溶胶研究中的重大课题。
另外一个气溶胶工程技术的新发展,是利用气溶胶技术制备新材料。
这是一个引人注目的气溶胶科学与材料科学交叉的新发展。
按照人们预先规定好的力学性质、光学性质和电学性质来制备新材料,本来是材料科学的一个中心课题现在气溶胶科学深入到这一领域,与材料科学相互交叉、相互合作,就出现了一些技术上最激动人心、科学上最富挑战性的新的人工合成物。
例如氧化物与非氧化物,以及金属粉末等,被烧结成不同形状,不同大小的新的固休材料。
大气环境中气溶胶的化学反应动力学机制
大气环境中气溶胶的化学反应动力学机制一、引言大气环境中的气溶胶是指悬浮在空气中的微小颗粒物，由于其微小的粒径和较长的停留时间，气溶胶对大气的物理和化学过程产生显著影响。
其中，气溶胶的化学反应动力学机制是指气溶胶在大气中的化学变换速率和反应过程。
本文将探讨大气环境中气溶胶的化学反应动力学机制。
二、气溶胶的来源和组成大气中的气溶胶主要来自于自然源（如火山喷发、沙尘暴等）和人类活动（如燃煤、工业排放等）。
气溶胶的组成包括无机离子、有机物质、元素碳等。
其中，无机离子主要包括硫酸盐、硝酸盐和铵盐等，有机物质主要包括挥发性有机物和非挥发性有机物。
三、气溶胶的化学反应动力学机制3.1扩散过程气溶胶的化学反应动力学机制中的一个重要过程是扩散过程。
扩散是指气溶胶颗粒之间或气溶胶颗粒与气体分子之间的物质传递过程。
气溶胶颗粒之间的扩散受到颗粒的粒径、形状和浓度梯度等因素的影响。
此外，气体分子在气溶胶颗粒表面的扩散也是化学反应中的一个重要过程。
气体分子通过与气溶胶表面的相互作用发生吸附和解吸过程，从而影响气溶胶的化学反应速率。
3.2化学反应速率常数气溶胶的化学反应速率常数是评价气溶胶中化学反应动力学机制的重要参数。
速率常数表示在单位时间和单位表面积上发生的反应物的消耗或生成量。
速率常数受到温度、湿度、气体浓度和反应物种类等因素的影响。
在大气环境中，不同气溶胶组分的化学反应速率常数是十分复杂和多变的，需要通过实验测定和理论模拟来确定。
3.3影响因素大气环境中气溶胶的化学反应动力学机制受多种因素的影响，包括温度、湿度、光照和气溶胶的化学组成等。
温度和湿度对气溶胶的反应速率常数有重要影响，较高的温度和湿度可加快气溶胶的化学反应速率。
光照对一些气溶胶中光敏物质的化学反应也具有重要作用。
此外，气溶胶的化学组成对其化学反应动力学机制也产生显著影响，不同组分的气溶胶存在着不同的反应路径和速率常数。
四、气溶胶的化学反应机制研究方法4.1实验方法实验方法是研究气溶胶化学反应动力学机制的重要手段。
气溶胶力学及应用
气溶胶力学及应用一、引言气溶胶是由固体或液体微粒悬浮在气体中形成的复合系统。
气溶胶力学是研究气溶胶微粒在气体中的运动和相互作用的学科，广泛应用于空气污染控制、环境监测、疾病传播研究等领域。
二、气溶胶力学原理1. 气溶胶微粒的运动气溶胶微粒在气体中的运动受到多种力的作用，如浮力、沉积力、扩散力、静电力等。
浮力是由气体对微粒的向上推力，沉积力是微粒受到重力的作用而下沉，扩散力是由于浓度差异引起的微粒扩散现象，静电力是由于微粒带电而产生的相互排斥或吸引。
2. 气溶胶微粒的相互作用气溶胶微粒之间存在相互作用，主要包括静电作用、光学作用和凝聚作用。
静电作用是由于微粒带电而产生的相互排斥或吸引，光学作用是微粒对光的散射或吸收，凝聚作用是微粒之间的碰撞引起的凝聚现象。
三、气溶胶力学的应用1. 空气污染控制气溶胶力学在空气污染控制中起着重要作用。
通过研究气溶胶微粒的运动和沉积规律，可以制定合理的空气净化设备和控制策略，有效去除空气中的污染物。
2. 环境监测气溶胶力学在环境监测中也有广泛应用。
通过对气溶胶微粒的浓度、大小、成分等参数的测量，可以评估空气质量、分析污染源、监测疾病传播等。
3. 疾病传播研究气溶胶力学对疾病传播的研究具有重要意义。
例如，通过研究气溶胶微粒在空气中的传播和沉积规律，可以评估疾病在空气中的传播距离和风险，并为疫情防控提供科学依据。
4. 新能源开发气溶胶力学在新能源开发中也有应用潜力。
例如，通过研究气溶胶微粒的凝聚作用，可以探索高效的颗粒材料制备技术，用于太阳能电池、燃料电池等领域。
四、结论气溶胶力学是研究气溶胶微粒在气体中运动和相互作用的学科，具有广泛的应用价值。
通过研究气溶胶力学原理，可以应用于空气污染控制、环境监测、疾病传播研究和新能源开发等领域，为解决相关问题提供科学依据。
未来随着科技的发展，气溶胶力学在更多领域的应用将得到进一步拓展。
气溶胶Word完整版指南
绪论气溶胶概念：气溶胶是指长时刻悬浮在气体环境中、能观察或测量到的液体或固体粒子的集合。
粒径范围～500μm，这些颗粒物粒径比气态分子大，比降尘粒径小。
（空气动力学直径D，与颗粒的密度和形状有关系。
）气溶胶与气候转变：气溶胶粒子增加的直接效应是影响大气水循环和辐射平衡，这两种进程都会引发气候转变。
气溶胶颗粒具有各类粒度，决定了它对光的不同效应，如吸收、散射或反射作用，从而对气候产生直接或间接的效应。
其直接效应是吸收或反射太阳的辐射，使地球的热平衡受到影响；其间接效应是对云的成核作用，使云的凝聚核增多，而增强云的反射。
常见特殊天气现象：沙尘暴、灰霾。
沙尘暴的影响：使生态环境恶化，生产生活受影响，生命财产损失，交通安全（飞机、汽车等交通事故）。
另外，气溶胶对中国北方酸雨的中和作用，对硫酸盐气溶胶的形成及其散布，对海洋中微量成份循环进程的影响也是不容轻忽的。
灰霾是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气浑浊，水平能见度减低到10千米以下的一种天气现象。
我国的部份区域存在着４个明显的大气棕色云区，即灰霾严峻地域：北部的黄、淮、海地域；东部的长江三角洲；四川盆地；珠江三角洲。
正常呼吸状态下不同粒径的颗粒物在人体呼吸系统的沉积状况纵观气溶胶研究的进展，能够看出其趋势，已从人为源逐渐向天然源、生物地球化学源进展；从整体颗粒物的表征向单个颗粒物；由微米级向亚微米，乃至纳米级的粒度进展；从一般无机元素组分向元素碳、有机碳、酸硷性基团、有机分子进展；从室外环境向室内环境、区域环境、全世界环境进展；从平流层向对流层进展；并将气溶胶的特性与环境效应（如气候效应）、生态效应（如健康效应）和大气化学进程紧密结合起来，向更深的层次和更广的范围开拓。
气溶胶测量的大体原理和方式： 运用惯性、热力和静电引力加速粒子的沉积，或利用有效的过滤系统。
经典时期气溶胶采样方式 ：计尘器（konimeters ） 串级冲击式采样器（cascade impactors ） 采尘器（impingers ） 沉降器（Precipitators ）。
气溶胶力学第8章
r2 (m)
0.001
0.01
0.1
1.0
r1 (m)
0.001 0.01 0.1 1.0 803.4 2232 20299 201054 84 243.3 2121 12.68 36.69 6.6
穆勒（Muller）研究了气溶胶粒子的粒径分布随时间的变化，并给出了这一 变化的基本方程式，但这一方程难于求解，斯莫鲁夫斯基提出了一简单的微 分方程，来代替穆勒的方程。如果仅考虑粒子的数目浓度随时间的变化，且 假设对所有粒子的凝并常数均相同，则凝并的基本方程为：
在气溶胶粒子凝并理论中，一般都假设粒子的每一次接触均导致凝并， 凝并理论的目标是描述粒子的数目浓度及粒径大小随时间的变化。
一
热凝并
斯莫鲁科夫斯基（Smoluchowski）首先提出了在静止介质 中气溶胶粒子热凝并的经典理论。他假设球形粒子的热凝并服 从扩散定律，任何粒子间的碰撞与接触导致它们间的凝并，即 在单一分散气溶胶中，假设其中一个粒子是静止的，而试求另 外的粒子与其接触的频繁程度，或者说平均要经过多长时间间 隔，作布朗运动的粒子才能与该静止的粒子相接触。此外还假 设在整个凝并过程中，该静止粒子的大小与形状都保持不变。 对球形粒子来说，粒子的接触，其球心之间的距离等于其半 径之和，我们可以用一半径为 r12 的“吸收球面”来代替静止 粒子（见图8-1）。
(
n(r2 , t ) n ) r r r12 r 12
（8-5）
把式（8-5）代入式（8-1）就可以得到在单位时间内扩散并黏着到固定粒
子1上的粒子的2的数目，即
N12 4D2 r12n(r2 , t )
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北京市大气颗粒物细粒子污 染特征和来源分析
李金香 虞统 张红远 （北京市环保监测中心）
王强 （中国气象局培训中心）
3
北京市秋冬季夜间大气SO2转化 率的统计估算和气象条件分析
李金香 虞统 张红远 （北京市环保监测中心）
王强 （中国气象局培训中心）
4
主要内容
问题的提出 数据采集与分析 转化率的统计估算方法和结果 有利和不利于转化的气象条件 结论与讨论
-0.100
0.000
0.100
0.200
Tmp02 0.300 0.400
Concentration (mg/m3)
Tmp02 15 10 5 0 -5 -10 -15 -0.300 -0.250 -0.200 -0.150 -0.100 -0.050 0.000 0.050 0.100
Concentration (mg/m3)
Wind Speed (m/s)
Humidity in Temperature(C)
PM10 dlt-pm10@02h
SOdlt-SO2@02h
2
25
25
T-Td02
T-Td02
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0
WS02
WS02
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
15 10
5 0 -5 -10 -15 -0.200
0.400
15.0
0.200
10.0 5.0
0.000
Time: Nov. 21st - 28th, 199方法：以CO为预报因子，建立回归方程 选取空气湿度低、SO2，CO和PM10等 污染物间存在正相关的397个小时浓度值 用于预测T-Td〈5，且SO2浓度下降明显 的13个时段的SO2和PM10理论浓度
0.120
浓度(mg/m3) 浓度(mg/m3)
0.400
0.080
0.200
0.040
0.000 19
20
21
22
pm10
NOx
so2
23
24
Fog time
0.000 日期
9
雾日SO2的“同相”变化
0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000
13
PM10 NOx SO2
气溶胶力学讨论提纲
气溶胶的定义、分类、来源？ 影响气溶胶性质的影响因素的分析 中国地区气溶胶污染特征和来源分析 气溶胶源解析方法 PM10、 PM2.5对呼吸健康的危害影响
1
气溶胶力学讨论提纲
超细微尘粒控制技术的新进展 气溶胶的扩散与沉积 气溶胶的凝并作用机制,强化凝并作用的方法 静风条件下粒子的扩散规律 硫酸盐气溶胶的分布变化规律的研究
19
有利和不利于SO2转化的气象条件
湿度Humidity (T-Td, ℃)
风速Wind speed (m/s)
气温(℃) Temperature
有利 Favorable
<7
<2
>4
不利 Unfavorable
>15
>3
<0
20
结论与讨论
北京市秋冬夜间当空气湿度高达T-Td 小 于7℃，地面风速小于2m/s，而气温大 于4℃时，有利于SO2向硫酸盐二次粒子 的转化。 统计估算的转化率为0.012-0.106 mg3h-1，13个时段平均为每小时41%. 若以等当量生成硫酸氨，则可解释约 77%的PM10增量。
14
SO2转化率的统计估算
SO2每小时转化率的百分比为10%-67%， 平均41%。此百分比高于北大根据实测 值所推算的2000年夏季转化率12%，而 与其4月雾日的峰值70%左右接近。
假设全部生成硫酸氨粒子，则可解释此时 PM10平均增量的约77%。
15
有利和不利于SO2转化的气象条件
20时至次日02时是SO2转化在秋冬季夜 间最明显的时段. 此时,气温逐渐下降,相对湿度增加,大气层 结趋于稳定. 富含Fe、Mn离子的气溶胶粒子吸湿后粒 径增大,成为SO2液相反映活跃的场所.
5
硫酸盐在北京市大气环境研究中 的地位
燃煤依然是北京主要的能量来源，也是 大量大气SO2的来源。
SO2通过气相反应生成SO3（进而生成硫 酸）；又与水有极好的亲和性，通过液 相反应向硫酸根转化。后者生成物有强 的大气光学效应。
6
硫酸盐在北京市大气环境研究中 的重要地位
硫酸盐是大气颗粒物、降水/雾水等干、 湿沉降中重要的物质成分。 PM10是北京市大气环境的首要污染物。 气-粒转化参数对于较准确地模拟和预测 大气颗粒物的浓度、环境影响意义重大。 转化参数？转化条件（湿度，温度）？
23
21
结论与讨论
更准确地描述SO2向硫酸盐二次粒子的转 化，需要更多的观测数据。温度、湿度 廓线将有助于进一步说明有利和不利的 气象条件。 在迅速下降后， SO2浓度明显地有反弹 式的上升，其原因与机理值得深入探讨。
22
致谢
感谢北京师范大学的夏星辉博士， 与她关于大气化学的讨论非常有益。
谢谢大家！
7
数据采集与分析
时段：1999月11日1至12月20日 北京市城近郊区逐时空气污染监测：SO2、 CO、PM10共3×1200个数据 观象台（54511站）每6小时风速、气温、 露点温度共3×200个数据
8
雾日SO2的“反相”变化
污染物浓度变化 (11月19-24日)
0.800
0.160
0.600
14
15
16
日期
0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000
10
高湿度时段SO2的“反相”变化
0.800
pm10 so2 T-Td CO 30.0
concentration (mg/m3) concentration (mg/m3) /T-Td (C)
25.0 0.600
30
湿
25
度
20
15
10
5
0
T-Td20
30
25
T-Td20
20
15
10
5
0
风 速
气 温
Temperature (C)
Wind Speed (m/s)
5
WS20
5
WS20
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
Tmp20
15
10
5
0
-5
-10 -0.200
-0.100
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
Concentration (mg/m3)
20.0
0.400
15.0
10.0 0.200
5.0
0.000
Time: Nov.1st - 7th, 1999
0.0 11
SO2的与其他污染物的同相变化
0.800
SO2 pm10 t-td CO
30.0
concentration (mg/m3) /temperature(C)
0.600
25.0 20.0
Tmp20
15 10
5 0 -5 -10 -0.250 -0.200 -0.150 -0.100 -0.050 0.000 0.050 0.100 0.150
Concentration (mg/m3)
18
有利和不利于SO2转化的气象条件 ----02时气象条件
湿 度
风 速
气 温
Temperature (C)
16
有利和不利于SO2转化的气象条件
为定量描述气象条件的控制作用，分析 了每日20时和02时的SO2转化量/PM10 增加量与此时的地面风速、湿度以及气 温的关系.
17
有利和不利于SO2转化的气象条件 ----20时气象条件
PM10 dlt-pm10@20h
SO dlt-SO22@20h
Humidity in Temperature(C)
13
SO2转化率的统计估算
回归方程：
PM10=0.0304+0.0252*CO (R2=0.71,σ=0.054) SO2= 0.0296+0.0208*CO (R2=0.69,σ=0.047)
转化率估算： SO2:0.012-0.106mgm-3h-1 PM10:0.103-0.211mgm-3h-1