更携式PM2.5检测仪切割器的设计与验证.pdf

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1、Ｖｏｌ４２Ｎｏ２矿业安全与环保第４２卷第２期Ａｐｒ２０１５ＭＩＮＩＮＧＳＡＦＥＴＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ２０１５年４月李征真．便携式ＰＭ２５检测仪切割器的设计与验证［Ｊ］矿业安全与环保，２０１５，４２（２）：３２－３４．文章编号：１００８－４４９５（２０１５）０２－００３２－０３便携式ＰＭ２５检测仪切割器的设计与验证李征真（中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆４０００３７）摘要：颗粒物特别是空气动力学直径在２５μｍ及以下的细颗粒物（ＰＭ２５）对人体健康会造成严重危害，其浓度大小是衡量空气质量好坏的一个重要指标，对其进行检测时需要一种切割器。首先采用

2、冲击式设计准则计算出斯托克斯数，再用Ｆｌｕｅｎｔ６３进行参数建模，然后按此设计加工出切割器样品，并按照国家标准进行测试。实验证明，该样品得到捕集效率的拟合曲线满足国家标准及设计要求。关键词：小流量；冲击式；ＰＭ２５切割器；捕集效率中图分类号：Ｘ８０３１文献标志码：Ｂ网络出版时间：２０１５－０４－０９００：１５网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／５０．１０６２．ＴＤ．２０１５０４０９．００１５．００６．ｈｔｍｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＶｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｏｒｔａｂｌｅＰＭ２．５ＤｅｔｅｃｔｉｏｎＣｕｔｔｅｒＬＩＺｈｅｎｇｚｈｅｎ（Ｃｈｉｎａ

3、ＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｈｏｎｇｑｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｏｓｅｗｉｔｈａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｄｉａｍｅｔｅｒｌｅｓｓｔｈａｎｏｒｅｑｕａｌｔｏａｎｏｍｉｎａｌ２．５μｍ（ＰＭ２．５）ｗｉｌｌｃａｕｓｅｓｅｒｉｏｕｓｈａｒｍｔｏｔｈｅｈｕｍａｎｈｅａｌｔｈ，ａｎｄｉｔｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｉｎｄｅｘｅｓｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｎｇｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｉｒｑｕａｌｉｔｙ，ｓｏ

4、ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｎｅｅｄｓａｐｏｒｔａｂｌｅｃｕｔｔｅｒ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｄｅｓｉｇｎｃｒｉｔｅｒｉａｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅＳｔｏｋｅｓｎｕｍｂｅｒ，ｔｈｅｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈＦｌｕｅｎｔ６．３，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙ，ｂａｅｄｏｎｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎ，ａｃｕｔｔｅｒｓａｍｐｌｅｗａｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄａｎｄｔｅｓｔｗａｓｍａｄｅｏｎｉｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｔｈｅｔｅｓｔｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｃｕｒｖｅｏｆ

5、ｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｓａｍｐｌｅｍｅｔｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄａｎｄｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｌｌｆｌｏｗ；ｉｍｐａｃｔ；ＰＭ２．５ｃｕｔｔｅｒ；ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ大气环境中颗粒物的性质由于其粒径不同往往质量》中规定ＰＭ２５在一类地区限定值为年平均浓３３差别极大，空气动力学直径在２５μｍ及以下的颗度不超过１５μｇ／ｍ，日平均浓度不超过３５μｇ／ｍ；３粒（ＰＭ２５）能进入人体的下呼吸道，并由此进入人在二类地区限定值为年平均浓度不超过３５μｇ／ｍ，３体的血液和各个

6、组织中，这些粒子中包含Ａｓ、Ｃｄ、日平均浓度不超过７５μｇ／ｍ。Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ等有毒元素以及致癌的有机物，对人体健ＰＭ２５检测设备主要由ＰＭ２５分离设备和采［１－３］康会造成严重危害。美国自１９８７年实施空气质样检测设备组成，其中分离设备将粒径２５μｍ以下量监控标准以来，共有２０００多项研究指出：对人体颗粒从总颗粒物中分离出来。检测设备的采样流量健康危害最大的是ＰＭ２５。各发达国家都在２０００年参考ＨＪ９３—２０１３《环境空气颗粒物（ＰＭ１０和左右将ＰＭ２５作为大气环境标准中一项重要的检ＰＭ２５）采样器技术要求及检测方法》，选用３测指标。１０５ｍ／ｍｉｎ，１００Ｌ／ｍｉｎ，

7、１６６７Ｌ／ｍｉｎ等３种参考随着我国大城市雾霾天气的日益严重，国家对值，目前国内常见的切割器也基本采用这３种参考于大气环境的治理越来越重视。煤炭是我国的主要值设定，但是这些切割器多为定点测量，设计体积偏能源，但其开发和利用过程会对环境、大气造成十分大，携带使用不便。随着人们对生活质量的要求日［４－５］严重的污染。根据ＧＢ３０９５０—２０１２《环境空气益提高，接触ＰＭ２５对人体健康的影响已经越来越引起人们的重视，环境污