尘粒

天文学专有名词

“尘粒”是天文学专有名词。来自中国天文学名词审定委员会审定发布的天文学专有名词中文译名。

硅酸盐尘粒是宇宙尘埃的主要成分之一,它广泛存在于许多天体物理环境中,其特性随环境而变化。由于近年来观测数据的不断增加和红外光谱质量的逐步提高,宇宙空间中的硅酸盐尘粒正受到越来越多的关注．该文详细地介绍了在各种天体环境(星际空间、演化晚期恒星的星周尘埃包层、绕年轻恒星和主序星的星周尘埃盘、彗星的彗发和行星际空间)中的硅酸盐尘粒的观测特征,并分别对其物理和化学性质进行了综合比较．观测已经证实在星际尘埃演化的前身(演化晚期恒星的星周尘埃包层)和其遗迹(彗星)均有可观数量的结晶硅酸盐存在。但是至今还没有在其中间态(弥散星际介质)找到结晶硅酸盐存在的证据。

尘粒如何形成

通过对射流扰动控制方程及其解的分析,基于两相流的喷雾概念模型,引入了空穴、湍流和空气动力共同作用的雾化模型;基于液滴对尘粒的主动碰撞理论,对典型水雾捕尘机理进行了改进;运用显微颗粒图像分析仪和干粉激光粒度分析仪对采用滤膜法和人工法取样的综放工作面喷雾前后各生产工序产尘的粒度、粒径分布及矿尘的形状进行了测定,得到了喷雾降尘对各工序产尘的平均粒径及其分散度影响的定性变化规律。建立了基于Eulerian-Eulerian模型与Eulerian-Lagrangian模型相组合的综放工作面喷雾降尘过程气体一颗粒两相流动的流体力学数学模型;应用混合差分格式和基于同位网格的SIMPLE算法给出了气粒两相流动的数值解法;并以FLUENT软件作为计算平台对综放工作面形成全断面雾流时喷雾降尘过程的气体—粉尘—雾滴的流场进行了数值模拟。利用自行设计与制造的实验装置在模拟综放面实际风速的前提下,分不开启风机、开启风机无尘源、开启风机释放尘源等三种情况进行了粉尘场与雾滴场耦合关系的喷雾降尘实验。根据实验数据,得到了雾滴在上述三种不同情况时在整个模型空间内的分布规律;提出了雾流雾化效果“三场”的概念;并采用数值分析方法在雾滴捕尘基本保证粒径40～160μm范围内分[40,65]μm、[65,100]μm、[100,160]μm等三个粒径区间分别拟合了无尘液滴平均粒径D无尘液滴与其捕获尘粒平均粒径ΔD之间的函数表达式;提出了针对呼吸性粉尘的雾滴最佳捕尘粒径为15～70μm;同时拟合了D无尘液滴与D未捕获尘粒,D50无尘液滴与η全尘、η呼尘之间的数学关系式;通过添加表面活性剂时的尘雾场耦合实验,验证了其提高降尘效果的若干定性结论。基于表面活性剂单体溶液表面张力及接触角的实测结果,根据表面活性剂复配溶液的煤尘沉降Walker实验及其反向渗透实验结论,确定了降尘剂的最优配方CZYNS-1;同时研发了表面活性剂定量泵添加工艺;通过对煤粉试片临界表面张力的测定分析、不同粒度煤粉试片及不同孔隙率煤样接触角的测定分析,完善和拓展了表面活性剂的降尘理论。

尘粒对人体的伤害

在城市化建设过程中，大量旧建筑被拆除，新型建筑拔地而起，产生了大量的建筑粉尘，严重破坏了自然景观和生态环境。此外，开发新的建筑群需要大量的建筑工人投入到建筑一线上去，导致了矽肺病患者的人数急速攀升，严重影响了社会劳动群体的身体健康和正常生活。由于建筑粉尘产生矽肺病需要及时治疗，由于在建的建筑工地较多，对建筑工人的需求量大，导致有更多的建筑工人患上了矽肺病，总体上来看，原本可以避免的高额治疗费给社会带来了极大的浪费。因此，在加快城市化发展的同时，加强建筑施工环节对粉尘的防护，尽可能减小建筑粉尘对建筑工人和周边居民身体伤害，坚持以人为本，构建节约型社会，形成个人和社会的协调发展具有重要意义。运用模拟仿真分析与现场实测分析相结合的方法，分析建筑工地粉尘的分布情况，进而反映出建筑工地粉尘的危害性以及传统防尘管理的不足。通过基于FLUENT流体力学模拟软件对建筑工地粉尘运动轨迹进行了模拟，形象直观地展现了特定工作环节建筑施工场所周边的浓度分布情况，确定了建筑施工环节中的安全区域和危险区域；在实测分析部分，通过对现场实测数据的统计分析描述了特定工序粉尘分布函数，证实了模拟仿真结果的一致性；最后，在模拟仿真分析和现场实测分析结果的基础上，结合相关防尘标准，对建筑施工过程中防护方法和用具的选择进行了分析和建议，为建筑施工管理人员制定粉尘危害防策略提供理论依据。

如何除尘

近年来,随着我国工业飞速发展,越来越多的工业废气与汽车尾气被产生并排放到大气中,这些导致了大气的严重污染。其中粉尘污染为大气污染中较为种的部分。粉尘污染在我国非常严重,人们迫切需要一种能够有效净化空气中悬浮粉尘颗粒的方案。在对粉尘污染进行沉降中,较难以去除的是微细粉尘(PM2.5),这种粉尘由于粒径小、重量轻,可以长期悬浮于空气中,并且很难被人工捕捉沉降。对此,人们做了大量研究,同时也提出了很多降尘方案。本问研究课题在前人研究理论的基础上,提出采用高压细水雾除尘的方案。与传统水雾除尘相比,课题方案由于采用高压,可以使水雾荷电,荷电后的水雾对微细粉尘有更强的捕捉能力;并且在高压下,水雾水粒直径会更加小,这对微细粉尘的捕捉有积极作用。本研究课题将从以下几个方面对课题展开研究并得出结论:深入阐述大气的严重污染程度,以及其对人体的危害来突出本课题对人类产生的积极作用。重点分析水压与除尘效率之间的关系。首先通过研究水粒破碎数、水粒最终破碎直径、水雾出射速度与喷雾水压的关系,说明水压对设备的微细粉尘捕捉效率影响;再通过FLUENT验证喷雾水压与水雾出射速度的关系;通过分析水雾水粒直径与粉尘颗粒直径的大小对去除微细粉尘的影响,得出最佳除尘水压;最后解释了高压水雾的凝结与静电作用,并且说明高压水雾除尘的优点。充分验证了设备采用高压的必要性,为设备方案的选择奠定坚实基础。分析水雾除尘机理,阐明水雾水粒在除尘过程中的作用,理论验证高压水雾除尘在理论上的可行性,为课题提供理论支持。设计设备结构,理清设备除尘过程;对设备各组成件进行分析,通过计算,选择合适水泵与电机,并且选择合适配件类型。对不同喷嘴孔径与水压下的除尘效率展开实验,验证上述各项的正确性,检验设备除尘效率是否达到设计要求达到国家《环境空气质量标准》要求(日均浓度≤753?mg);对实验结果进行分析,提出设备的改进方案,为设备的改进做好准备。

资料来源

中国天文学名词审定委员会网站：

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