电场对沙尘浓度影响的实验研究

发布时间：2023-02-16 20:24

　　许多大气气溶胶颗粒都会带有一定程度的多余电荷,研究表明沙尘颗粒带电量可达上千微库仑每千克。沙粒在空中运动,由于携带多余电量,在空中产生强风沙电场,从而使带电沙粒受到静电力的作用。已有数值模拟研究表明,带电沙粒在强风沙电场中,由于静电力作用,改变沙粒的运动轨迹,进而可能影响沙粒在空间的浓度分布和空中的滞留时间。电磁波通过沙尘系统后,由于沙尘颗粒对电磁波的吸收、散射使得电磁波信号衰减,衰减值与沙尘颗粒浓度成正比。本论文基于沙尘颗粒系统对电磁波信号衰减与沙尘浓度的关系,通过利用室内风沙流以及沙尘悬浮系统对激光的衰减,展开实验研究,初步探索了沙粒带电和风沙电场对风沙流中沙粒浓度随高度剖面的变化规律以及对沙尘悬浮滞留时间的影响,主要工作和结果如下:首先,通过实验分析沙尘带电极性与粒径的关系,结果显示:当粒径分布范围较窄时,沙粒带电极性与沙粒粒径无关,而与沙尘颗粒的金属氧化物含量相关,带负电荷沙尘颗粒的金属氧化物含量较多;当粒径分布范围较宽时,粒径较大的沙尘带正电荷,粒径较小的沙尘带负电荷。其次,利用激光通过沙尘系统后信号的变化,研究了沙粒带电量和风沙电场对风沙流中沙粒浓度随高度剖面的变化规律以及...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 影响沙粒带电极性的因素
        1.2.2 电场对沙尘暴垂直方向浓度的影响
        1.2.3 电场对沙尘颗粒沉降的影响
    1.3 本文的研究内容
第二章 沙粒带电极性的研究
    2.1 沙粒的带电极性测量实验
        2.1.1 实验准备及实验过程
        2.1.2 实验结果及分析
    2.2 粒径对带电极性的影响
    2.3 表面形貌对带电极性的影响
    2.4 沙尘成分对带电极性的影响
    2.5 本章小结
第三章 风沙流中沙粒浓度沿高度分布实验测量
    3.1 实验原理及测量装置
        3.1.1 实验原理
        3.1.2 实验测量装置及过程
    3.2 实验结果
    3.3 本章小结
第四章 电场作用下沙尘颗粒的沉降
    4.1 实验测量过程
    4.2 实验结果分析
    4.3 数值模拟
        4.3.1 电场强度对沙尘沉降率的影响
        4.3.2 带电量对沙尘沉降率的影响
        4.3.3 颗粒球形因子对沙尘沉降率的影响
    4.4 实验结果与数值模拟结果比较
    4.5 本章小结
第五章 结束语
    5.1 本文结论
    5.2 不足与展望
参考文献
致谢



本文编号：3744444