半濕潤地區(qū)農(nóng)田土壤粉塵釋放的風(fēng)洞模擬研究

引言:1)粉塵是大氣氣溶膠的主要成分之一又碌。粉塵對于人類生存和環(huán)境影響大。
2)目前的研究主要是粉塵的釋放問題蝎毡,提出了動力機(jī)制是由躍移顆粒的沖擊作用丙猬,發(fā)展了一些半經(jīng)驗的模型用以計算粉塵釋放量柠掂。
3)模型難盡齊全项滑,比較簡單,缺乏微觀機(jī)制涯贞,過于復(fù)雜枪狂,相關(guān)參數(shù)難以獲取,應(yīng)用不方便宋渔。同時未考慮到自然地理環(huán)境的特殊性州疾。
4)對北京地區(qū)進(jìn)行區(qū)域性調(diào)查
1

1實驗裝置和方法

1.1 實驗設(shè)備

1.2 實驗步驟和方法

1.3 粒度分析

2 結(jié)果與分析

2.1 粉塵粒度分析

沉降法得到的粒度組成

從表1可以看出分成主要的粒徑范圍在0.050.1和0.020.05 粒徑質(zhì)細(xì)(可以分析原因)

2.2 粉塵釋放強(qiáng)度分析

粉塵強(qiáng)度公式

百度不到,個人認(rèn)為粉塵釋放強(qiáng)度應(yīng)該是爆發(fā)的強(qiáng)度皇拣。這個定義有待證實严蓖。


粉塵隨風(fēng)速變化圖

從圖中粉塵強(qiáng)度與風(fēng)速緊密相關(guān),因為擬合精度較高氧急。此外困擾我的是為什么粒徑50納米的隨風(fēng)速變化比20和10大颗胡,不是應(yīng)該越小越容易被風(fēng)吹起嗎?

2.3釋塵在風(fēng)塵物的比例

釋塵在風(fēng)蝕物的占比隨風(fēng)速的變化

隨風(fēng)速增大吩坝,三中粒徑的占比逐漸減少毒姨。50納米占比較多。

2.4 近地表釋塵質(zhì)量流量廓線

釋塵在風(fēng)塵物的占比的垂向變化

風(fēng)速越大钉寝,釋塵的上升的高度越高弧呐。對于橫坐標(biāo)出現(xiàn)110%闸迷,不太贊同,因為百分比取100即可俘枫。
不同高度下風(fēng)塵物質(zhì)量流量隨風(fēng)速圖

隨著風(fēng)速的增大腥沽,粉塵質(zhì)量和流量增大。
風(fēng)速比較小時鸠蚪,以010和1020厘米的高度粉塵為主巡球。
風(fēng)速為10m/s時50~60厘米可以出現(xiàn)粉塵
圖6

隨風(fēng)速的變化,釋塵在風(fēng)蝕物中的占比在不同高度下呈現(xiàn)下降的趨勢邓嘹。

2.5釋塵粒度分析

表2

主要粒度為20~50納米酣栈,變化呈現(xiàn)波動變化
圖7

不同風(fēng)速的下隨著釋塵平均粒徑的增大釋塵出現(xiàn)的高度逐漸降低。
圖8

前期5060cm的釋塵粒級質(zhì)量百分比高汹押,后期為010cm釋塵粒級占比多可達(dá)25%

3 結(jié)論

1)半濕潤區(qū)農(nóng)田土壤風(fēng)蝕中的粉塵釋放強(qiáng)度隨著風(fēng)速增大呈指數(shù)規(guī)律增大矿筝,粉塵在風(fēng)蝕物的含量則隨風(fēng)速的增大呈指數(shù)規(guī)律降低。
2)隨著高度增加棚贾,近地表粉塵質(zhì)量流量呈冪函數(shù)規(guī)律降低窖维,但其在風(fēng)蝕物中的占比卻呈線性規(guī)律增加。各高度層粉塵質(zhì)量流量及其在風(fēng)蝕物中的占比妙痹,隨風(fēng)速和高度的變化都具有與此相同的變化趨勢铸史。
3)釋塵粒徑隨風(fēng)速增大而變粗,但當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定程度后怯伊,釋塵粒度組成趨于穩(wěn)定琳轿。隨著高度增加,各級風(fēng)速下的釋塵平均粒徑均呈線性規(guī)律降低耿芹,釋塵粒度組成變細(xì)崭篡。近地表釋塵粒度組成沿垂直方向的變化可以劃分為兩段,0~20 cm高度層的釋塵粒度組成呈雙峰態(tài)分布吧秕,20~60 cm高度層呈三峰態(tài)分布琉闪。

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