理论空气量

2024-08-12

理论空气量（共7篇）

理论空气量篇1

空气理化检验是卫生学检验课程的一个重要篇章, 约占课程教学时数的三分之一。后者还包括食品理化检验和水质理化检验, 是我校医学检验专业学生的专业限选课程, 旨在应用现代医学理论和科学技术手段, 依据国家规定的卫生标准和检验方法, 监测环境、食品、作业场所的卫生状况和污染危害, 为卫生监督法和疾病防治提供可靠的科学依据[1]。

目前大部分设有医学检验专业的学校都会开设食品、水质、空气、药品等相关检验课程, 但是由于各学校情况不一, 人才培养目标各有侧重, 所开设的课程也略有差异, 缺乏相应的统编教材。故我院卫生学检验课程采用卫生检验专业学生通用教材, 即人民卫生出版社出版的《食品理化检验》、《空气理化检验》、《水质理化检验》三本教材。

在教材使用过程中, 学生普遍反映三门课融合成一门课程, 学时数太少, 知识学习不够深入, 实践和实验操作不足等。如何在有限的课堂教学时间里, 最大限度地完成知识点的教学, 促使学生掌握相关技术, 并能应用于实际, 是教师教学过程中亟待解决的问题。另一方面, 由于国家政策法规、检测仪器原理等内容的枯燥、乏味, 老师讲、学生记的被动学习模式越来越显示出了局限性。尤其是在科学技术和网络资源迅猛发展的今天, 传统的讲授式的教学方式正受着多种多样的冲击, 特别是现代教育技术的崛起, 以计算机为核心的信息技术在教育教学中的应用, 促使了教学过程和资源设计的革新。

2009年, “可汗学院”被授予“微软技术奖”中的教育奖[2], 它改变了未来小学、初高中的学习模式。世界著名大学公开课资源的开放, 网易、新浪公开课的平台, 更改变了普通大众的学习模式。日益丰富的互联网教育资源也终将创新、扩大虚拟学习社区的教学方式。

虚拟学习社区[3]是借助网络和通信工具, 由教师和学生个体组成, 通过教学、讨论、研究等活动建立的一个虚拟社会形态。最初是由网络上的电子公告栏 (BBS) 、新闻讨论组和聊天室发展而来。由于自发式的组织过于松散、存在学习水平和接收能力的差异、缺乏核心标准和持久深入的学习讨论, 因此虚拟学习社区经过自我调整和发展, 已经有了诸如上课区、资源区、工具区、练习区、测验区、聊天区、讨论区等较为固定的典型模式[4,5]。虚拟性、社区型、教育性是虚拟学习社区的三大特点, 而平等互助、交互学习则是虚拟学习社区的立足之本。

在2013年上学期的卫生学检验课程中, 我们将虚拟学习社区的教学模式借鉴到空气理化检验课程的教学中。设置了一个学科中心———空气理化检验, 社区成员就包括任课教师和医学检验专业同学, 这样确保了学科的主体地位, 也保持了沟通的交互性和自由性。由社区平台为学生提供各种学习服务, 采用学习者自治制度, 通过知识树、规划图, 促进学生自身发展, 并帮助完善他们的自主学习方式。同时社区也为任课老师提供了各种教学服务, 比如学生的知识反馈, 就在一定程度补充和更新了教师和课本的现有知识。

在虚拟学习社区中, 教师的角色是学习活动的组织者和辅导者, 而不是评价者[6,7]。教师的活动有严格的界定范围, 如表1所示。确保学习的有组织性、方向性、激励性和正确性。

学生是学习活动的执行者[6,7], 他们要根据社区公告的要求, 网上学习资料搜索, 完成作业, 并组织学习讨论、分享所学, 参加擂台进行展示, 如表2。

空气理化检验这部分内容总共20个学时, 包含2次实验课, 共8个学时。需要学生掌握的知识点却多达30多个, 了解的知识点约40个。短短的课堂教学只能囫囵吞枣一样的了解个皮毛。如果学生通过虚拟学习社区进行课下学习, 并按要求完成作业, 在课堂进行作业讲评和学习展示, 就可以提高课堂效率, 甚至还能及时更新知识点及了解相关延伸知识。

学生通过高中地理课和生活事件对大气污染物的来源、类型和危害也能有一定的认识, 但不全面, 对大气污染物的具体致病致毒和防治机理并不了解, 仍需提高知识储备。尤其是新闻媒体对雾霾、PM2.5的报道日益增多, 各种评论和网络讨论都是宝贵的资源, 学生借助教师给出的学习资料 (如英国公开大学的公开课“空气污染”) 及学习提纲, 搜集资源、整理和讨论, 掌握各个知识点。对比卫生学检验的另外两个部分:食品理化检验和水质理化检验, 学生对空气理化检验知识的掌握明显较好。与同期普通教学的学生相比, 学生的自主学习能力、口头表达能力、团队协作能力甚至互联网运用能力都大大提升。

以学生为中心, 是时代发展对现代大学的要求, 是我国高等教育发展对现代大学的要求, 也是现代大学提升核心竞争力的要求。山东杜郎口中学的教学改革[7]的成功, 英语学习的模拟学习社区的门庭若市, 国外大学公开课的访问量激增, 都代表着技术革命和教学模式结合的成功, 代表着以学生为中心办学理念的成功。在虚拟学习社区的模式中, 学生由原来的被动接受者变为教学的中心和课堂的主体, 一切教学活动均围绕学生的学习需求而展开, 充分体现学生的主体地位, 激发学生的学习积极性, 在提高教学效果的同时也培养学生的自主学习、交流能力和创新能力, 这种教学模式无疑是值得借鉴和推广的。

参考文献

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理论空气量篇2

1桥梁空气动力学的理论研究

1.1 桥梁的风致作用现象

为了研究方便, 常把随时间和空间变化的风速分解成在所研究的时段内不随时间变化的平均成分和随时间变化的脉动成分, 称为平均风和脉动风。平均风常用于风荷载问题, 脉动风则用于桥梁结构的风致动力响应。脉动风特性主要包括湍流强度、湍流尺度、湍流功率谱密度、湍流的空间相关特性等。由于桥梁是建造在近地大气边界层中, 自然风的湍流特性对桥梁风致作用, 特别是风致振动响应具有重要的影响。

1.2 桥梁空气动力学理论

1.2.1 颤振

桥梁的颤振是由弹性力、惯性力、阻尼力和空气自激力共同引起的一种气动弹性不稳定现象。浸没在空气中的桥梁结构, 空气流过时气流要发生分离, 产生涡脱。当结构的刚度较小时, 如大跨度的悬索桥和斜拉桥, 气动力会激发桥梁的振动。若气动力激起的桥梁振动对周围气流流动特性改变小, 气动力相当于强迫振动力。但是当桥梁振动大到足以改变周围的气流, 而改变的气流又使作用于桥梁的气动力发生改变, 形成了一个闭合的激励反馈系统。当系统中的阻尼由正变负时, 系统振动就发散, 即为颤振。

根据Scanlan的颤振分析理论, 作用于桥道上的自激力的表达式可以写为:

$\begin{array}{l} L_{s e} = \frac{1}{2} ρ U^{2} (2 B) [Κ Η_{1}^{*} (Κ) \frac{\dot{h}}{U} + Κ Η_{2}^{*} (Κ) \frac{B \dot{α}}{U} + \\ Κ^{2} Η_{3}^{*} (Κ) α + Κ^{2} Η_{4}^{*} (Κ) \frac{h}{U}] (1) \end{array}$

$\begin{array}{l} Μ_{s e} = \frac{1}{2} ρ U^{2} (2 B^{2}) [Κ A_{1}^{*} (Κ) \frac{\dot{h}}{U} + Κ A_{2}^{*} (Κ) \frac{B \dot{α}}{U} + \\ Κ^{2} A_{3}^{*} (Κ) α + Κ^{2} A_{4}^{*} (Κ) \frac{h}{U}] (2) \end{array}$

其中, H*i, A*i均由风洞实验提供。

1.2.2 驰振

1932年, Den Hartog观察结冰的电缆在大风中的大幅弯曲振动时, 首次将这一现象定义为驰振 (galloping) 。他发现除了圆形截面外, 其他各种非流线形断面都有发生横流驰振的可能。他将这一问题抽象为单自由度线性弯曲振动问题, 并得到著名的登哈托判据。1963年Scruton对正方形截面进行了试验研究, 根据他的试验结果, 正方形断面驰振临界风速与质量、阻尼参数大致为线性关系。后来Parkinson和Novak从准定常理论出发, 分析了单自由度非线性驰振的特性。Novak与Tanska以及后来的Laneville与Parkinson等人先后观察了紊流对横流驰振的影响。Blevins在单自由度非线性驰振理论上, 提出了弯扭两个自由度非线性驰振理论。

根据产生的机理不同, 驰振又分为横流驰振和尾流驰振。横流驰振是由升力曲线的负斜率所引起的发散性弯曲自激振动。这种负斜率使得振动过程中结构位移始终与空气力的方向一致, 结构不断从外界吸取能量, 形成不稳定振动。而尾流驰振则由绕过前方结构的波动性来流激发下游结构物产生的振动。对横流驰振研究较多, 理论模型也较多。

1.2.3 抖振

处于紊流中的结构, 由脉动风激起的强迫振动称为抖振。根据产生的原因, 紊流分来流紊流和特征紊流。来流紊流是气流经过起伏变化的地表时产生的;特征尾流紊流也称为尾流紊流, 是气流绕过前方建筑物形成的紊流。前者一般是宽带随机过程, 后者一般是带有卓越周期的窄带随机过程。桥梁结构的抖振多为来流紊流所引起的。抖振分析理论有Davenport提出的抖振分析理论和Scanlan提出的颤抖振分析理论。其中, Davenport抖振分析理论是基于Sears和Liepmann的机翼抖振理论, 引入概率统计方法提出桥梁抖振分析的方法, 而Scanlan则在原有颤振分析理论的基础上提出考虑结构自身运动引起的自激力以及自然风产生抖振外力同时作用情况下的抖振分析理论。

Davenport将点状结构的气动阻力表达式写为:

其中, CD (0) , CD (ζ) 分别为阻力系数和非定常阻力系数。

1.2.4 涡振

浸没在气流中的桥梁结构, 截面尾流区的气流将出现周期性交替变化, 产生周期性的空气力, 引起结构振动, 该气动力是由漩涡脱离引起的, 这种现象称为涡激振动。涡激振动兼有强迫振动和自激振动的性质, 当振幅较小时, 可以忽略空气力的反馈, 表现为强迫振动性质;随着振动幅值的增加, 从而表现自激振动的性质。

多年来, 许多学者在结构振动与涡脱共同作用方面做了大量的工作。Benard和Von Karman研究了流体绕圆柱流动的机理, 描述了圆柱尾流的涡旋形成、脱落及其周期性。人们建立了许多涡振分析理论模型, 这些理论模型有振子模型、经验模型以及展向相关模型等。

2桥梁风洞实验研究

桥梁空气动力学问题的风洞实验研究方法大体上可分为两类, 一类是直接求桥梁模型的振动响应的实验;另一类是求作用于模型上的气动力, 进而进行结构振动响应分析的实验方法。前一类包括节段模型振动试验、拉条模型试验、桥塔模型振动试验和全桥气弹模型试验等。后一类包括刚性模型的静力三分力试验和振动模型的非定常气动力试验。桥梁风洞实验方法分类见图1。

3桥梁空气动力学的工程应用

随着社会经济发展、技术进步, 越江工程、跨海工程、连岛工程建设的需要, 桥梁跨径正向超大跨度方向发展。悬索桥中, 我国已建成的浙江舟山连岛工程的西堠门大桥主跨1 650 m, 日本的明石海峡大桥跨度达1 991 m, 意大利正在筹建跨径达3 300 m的跨海桥;斜拉桥方面, 日本多多罗桥的跨径达890 m, 法国诺曼底桥跨径达856 m, 我国跨径1 010 m的香港昂船洲桥和跨径达1 088 m苏 (州) (南) 通长江大桥。对于超大跨度桥梁而言, 抗风问题已是重中之重。

3.1 主梁断面的抗风措施

3.1.1 采用符合空气动力学性能的断面形式

大跨度大多采用桥梁空气动力学性能较好的扁平箱梁, 箱梁两端有其导流作用的风嘴, 必要时还采用分离式的箱梁结构, 增强断面的抗风性能 (见图2) 。

3.1.2 附加气动装置

为了进一步改善桥梁断面的气动特性, 可以在主梁上附加气动装置, 包括在主梁上增设减小涡振振幅的抑流板, 提高颤振临界风速的裙板、导流板、降低驰振响应的转向装置等 (见图3) 。

3.2 拉索风雨激振的减振

通过改变拉索的截面形状及表面粗糙状况来改善拉索在风雨中作用下的空气动力学特性, 破坏水线的形成以防止拉索风雨振的发生。具体的措施包括:在拉索表面附近设单向或双向螺旋肋条;在拉索PE包裹段沿轴向开凹槽 (或凸出) ;表面压制凹坑;在拉索表面沿轴向螺旋缠绕钢丝或间隔缠绕带状物 (见图4, 图5) 。

4结语

由于桥梁结构的复杂性以及材料的特性使得桥梁空气动力学经过几十年的发展, 仍然不能准确的把握桥梁在风的作用下的反应, 而过多的依赖于桥梁的风洞实验, 这就要求用于风洞实验的模型与原桥有很好的相似性。当前, 对于桥梁的抗风设计还主要是根据桥梁空气动力学的理论概念进行设计, 然后通过风洞实验评估其抗风性能。所以, 虽然空气动力学在大跨度桥梁的设计中使用广泛, 但是桥梁空气动力学远没有达到成熟的阶段, 还需要大量的研究。

参考文献

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理论空气量篇3

空气弹簧因具有刚度低且呈非线性可调、质量轻和寿命长等优点, 已越来越多地应用于汽车、拖拉机和轨道车辆等领域。为进一步提高空气弹簧对外界条件变化的适应性, 可在空气弹簧的基础上增加一附加气室, 通过一管路和节流孔将主气室和附加气室相连, 振动过程中, 空气经节流孔在两气室之间流动。在这种技术方案中, 空气流经节流孔处不仅能产生阻尼, 附加气室的存在还会进一步降低弹簧的刚度[1]。郭荣生[2]针对列车采用的带附加气室的空气悬挂系统, 分析了各设计参数对空气弹簧悬挂系统振动特性的影响, 并提出了计算最佳节流孔直径的方法。王家胜等[3]建立了带附加气室空气弹簧动刚度的理论计算模型, 研究了节流孔开度对系统刚度特性和阻尼特性的影响规律。剪式座椅悬架是由剪式杆件作为支承和导向机构的座椅悬架, 因其稳定性好、可靠性高而被广泛应用于各种车辆上[4,5]。Gramer公司开发了带附加气室的驾驶员空气座椅悬架, 座椅悬架由剪式座椅机构、空气弹簧、阻尼器、附加气室、节流气阀、传感器和控制单元组成, 在此悬架系统中, 由于附加气室的存在, 节流气阀开闭会改变系统的刚度, 从而改变系统的固有频率, 因此工作过程中控制系统可根据座椅的响应位移和响应加速度反馈信号来控制节流气阀的开度, 实现悬架系统固有频率的调节以避免座椅发生共振, 从而改善悬架的性能[6]。本文将带附加气室的空气弹簧应用到剪式座椅悬架中, 并对此种带附加气室的空气弹簧剪式座椅的振动特性及其影响因素进行了理论研究分析。

1 带附加气室空气悬架剪式座椅运动微分方程的建立

带附加气室空气悬架剪式座椅结构如图1所示, 系统由剪式座椅、减振器和带附加气室空气弹簧组成。剪式座椅中, 座椅上板与底板通过相互铰接于O点的剪杆2和4连接。剪杆4与座椅上板铰接于一点, 其下端点可在座椅底板右侧的直线滑槽内沿水平方向滑移。剪杆2的下端与座椅底板铰接于一点, 其上端点可在座椅上板右侧的直线滑槽内滑移。空气弹簧布置于两剪杆铰接点和地板之间, 附加气室可灵活地布置于底板上, 通过管路与空气弹簧连接, 带附加气室空气弹簧所产生的弹性力和阻尼力通过剪杆间接作用于上板。减振器以一定的倾角安装于座椅上板与底板之间。减振器阻尼系数用c1表示。

1.座椅悬架上板 2.剪杆 3.空气弹簧 4.剪杆5.阻尼器 6.座椅悬架下板 7.附加气室

带附加气室的空气弹簧系统既表现出了刚度特性又表现出了阻尼特性, 可以将带附加气室空气弹簧系统等效为一个刚度、阻尼并联的振动系统, 其等效刚度ke、等效阻尼系数ce的计算模型分别为[7]

式中, n为平衡状态下主气室与附加气室容积比;co为节流孔阻尼系数;kV为空气弹簧容积变化所引起的刚度, N/m;kA为空气弹簧有效面积变化所引起的刚度, N/m;ω为激励圆频率。

分析剪式座椅的结构特性, 可以得到剪式座椅的运动微分方程[8,9], 将空气弹簧等效刚度和等效阻尼系数的计算模型代入到剪式座椅悬架系统的运动微分方程中, 整理得到带附加气室悬架剪式座椅运动微分方程:

式中, m为等效簧载质量;α0为静平衡位置时的压缩角;θ为静平衡位置时减振器的倾角;fd为滑动摩擦因数;l1、l2、L为座椅悬架的几何参数;Ae0为平衡状态下空气弹簧有效截面积;ps0为平衡状态下空气弹簧内气压;p0为标准大气压力;k为气体绝热指数;α、β分别为小振幅下弹簧容积和有效面积相对弹簧高度的变化率;Vs0为工作容积;y、 $\dot{y}$ 、 $\ddot{y}$ 分别为响应的瞬时位移、速度、加速度;ys、 $\dot{y}_{s}$ 分别为激励的瞬时位移和速度。

2 带附加气室空气悬架剪式座椅振动特性理论分析

2.1固有频率和等效垂向刚度

由简谐激励引起的振动系统运动微分方程可简化为

式中, ζ为座椅悬架振动系统的阻尼比;ω0为座椅振动的固有圆频率。

比较式 (3) 与式 (4) , 可得座椅振动的固有圆频率

座椅悬架的等效垂向刚度

式 (6) 表明, 这种空气弹簧布置形式的座椅悬架的等效垂向刚度取决于空气弹簧容积变化所引起的刚度kV、空气弹簧有效面积变化所引起的刚度kA、平衡状态下主气室与附加气室容积比n、节流孔阻尼系数co以及剪式座椅的几何参数L和l2。

由式 (5) 可得座椅悬架系统振动的固有频率

$\begin{array}{l} f_{0} = \frac{ω_{0}}{2 π} = \frac{l_{2}}{2 π L} \cdot \\ \sqrt{\frac{[n k_{V}^{2} + (1 + n) k_{V} k_{A}] [(1 + n) k_{V}] + c_{o}^{2} (k_{V} + k_{A}) ω^{2}}{m [(1 + n) k_{V}]^{2} + m (ω c_{o})^{2}}} (7) \end{array}$

式 (7) 表明, 这种空气弹簧布置形式的座椅悬架的固有频率取决于等效簧载质量m、空气弹簧容积变化所引起的刚度kV、空气弹簧有效面积变化所引起的刚度kA、平衡状态下主气室与附加气室容积比n、节流孔阻尼系数co以及剪式座椅的几何参数L和l2。

2.2阻尼比和等效阻尼系数

同样, 由式 (3) 和式 (5) 可得座椅悬架振动系统的阻尼比

式 (8) 表明, 座椅悬架系统的阻尼比ζ取决于阻尼器产生的阻尼系数c1、空气弹簧容积变化所引起的刚度kV、空气弹簧有效面积变化所引起的刚度kA、平衡状态下主气室与附加气室容积比n、节流孔阻尼系数co、等效簧载质量m、静平衡位置时减振器的倾角θ、静平衡位置时的压缩角α0、滑动摩擦因数fd, 以及座椅悬架的几何参数l1、l2和L。

座椅悬架的等效阻尼系数

式 (9) 表明, 座椅悬架系统的等效阻尼系数取决于阻尼器产生的阻尼系数c1、空气弹簧容积变化所引起的刚度kV、空气弹簧有效面积变化所引起的刚度kA、平衡状态下主气室与附加气室容积比n、节流孔阻尼系数co、静平衡位置时减振器的倾角θ、静平衡位置时的压缩角α0、滑动摩擦因数fd, 以及座椅悬架的几何参数l1、l2和L。

3 实例计算及分析

3.1空气弹簧参数

本文选用德国ContiTech公司的SK37-6型膜式空气弹簧, 以厂家推荐的弹簧工作高度 (60mm) 为弹簧静态工作高度, 以标准大气压 (0.101MPa) 和标准温度 (293K) 作为外部工作环境, 在标准工作环境条件下系统的其他初始工作参数如表1所示。

3.2座椅悬架参数

以某公司生产的HY-Z04型剪式座椅为例, 分析计算座椅振动系统的振动特性。作用于座椅悬架系统上的等效簧载质量大约是驾驶员体重的75%与座椅自身簧上质量的和[10], 一般取为55～95kg。静态工作高度时座椅的各参数见表2。考虑到滑道偶件的材料, 滑动摩擦因数fd取为0.02。

由于所选SK37-6型膜式空气弹簧的进气孔直径为3.0625mm, 考虑到连接管道应等于或大于该尺寸, 所以所选节流阀直径为6.125mm, 节流孔直径取0～5mm。

其他工作参数如表3所示, 参数kV、kA、co等均由表中参数计算求得。

将表1、表2、表3中参数分别代入到式 (6) ～式 (9) 中, 得到在不同质量、不同节流孔直径下座椅悬架系统的等效刚度ks、等效阻尼系数cs、固有频率f0和等效阻尼比ζ, 相应变化曲线如图2～图5所示。

图2表示在不同激励频率f下等效刚度与节流孔直径的关系。在节流孔闭合和开度较小时, 座椅悬架系统等效刚度保持较大值, 随着节流孔直径的增大, 等效刚度开始迅速降低, 当节流孔直径增大到3mm后, 等效刚度降到最小值, 并保持不变。图3表示等效簧载质量分别为55kg、65kg、75kg、85kg、95kg时阻尼比与节流孔直径的关系曲线, 图4表示不同激励频率下等效阻尼与节流孔直径的关系, 由图3和图4中等效阻尼比和等效阻尼系数曲线可以看出, 座椅悬架的阻尼随着节流孔开度的增大先增大后减小, 呈“单峰值”曲线。

图5表示等效簧载质量分别为55kg、65kg、75kg、85kg、95kg时固有频率与节流孔直径的关系。当节流孔开度较小时, 座椅悬架固有频率保持最大值, 当节流孔直径在1～2mm之间时, 固有频率会迅速下降, 存在一个较窄的敏感区间, 之后随着节流孔开度的增大, 悬架系统的固有频率基本保持不变。座椅振动系统的固有频率避开了人体对振动的敏感频段 (4～8Hz) 以及大多数车辆车身部分的固有频段 (一般为1.2～1.5Hz) , 但它随等效簧载质量的增大而减小。

4 结论

(1) 建立了带附加气室空气悬架剪式座椅系统的等效刚度、等效阻尼、固有频率与阻尼比的理论计算模型。

(2) 座椅悬架系统的等效刚度取决于空气弹簧的刚度、平衡状态下主气室与附加气室容积比、节流孔阻尼系数以及剪式座椅的剪杆长度。座椅悬架系统的等效阻尼系数取决于阻尼器产生的阻尼系数、空气弹簧的刚度、平衡状态下主气室与附加气室容积比、节流孔阻尼系数co、静平衡位置时减振器的倾角θ、静平衡位置时的压缩角α0、滑动摩擦因数fd以及剪式座椅的各剪杆长度。固有频率取决于等效簧载质量m、空气弹簧刚度、平衡状态下主气室与附加气室容积比n、节流孔阻尼系数co以及剪式座椅的剪杆长度。

(3) 节流孔的某一开度区间对空气座椅悬架系统刚度和阻尼均有明显影响, 刚度随着节流孔的开度的增大由最大刚度逐渐减到最小刚度, 系统的阻尼也随之下降, 因此, 调节节流孔开度可以实现对系统的刚度和阻尼的同时调节, 改变座椅悬架的固有频率, 使之适应不同的驾驶员体重和路况, 远离人体对垂直振动敏感的频率区域, 进一步改善座椅的乘坐舒适性。

摘要：将带有附加气室的空气弹簧应用于一种剪式座椅中, 建立了该空气悬架座椅系统运动微分方程, 推导出了系统的等效垂向刚度、等效阻尼系数、固有频率及阻尼比的计算公式, 分析了该空气悬架座椅系统的影响因素, 并以ContiTech公司的SK37-6型膜式空气弹簧和HY-Z04型剪式座椅为例, 计算出了不同簧载质量、不同节流孔开度条件下系统的等效刚度、等效阻尼系数及固有频率, 分析了其变化规律。研究结果表明, 随着节流孔开度的增大, 系统的固有频率逐渐减小;可以通过调节节流孔开度的大小, 改变系统的固有频率, 以适应不同的驾驶员体重和路况, 进一步改善座椅的乘坐舒适性。

关键词：空气弹簧,附加气室,剪式座椅,等效刚度

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理论空气量篇4

随着经济的快速发展,人们的生活水平日益提高。在享受丰富物质生活的同时,人们对生活质量的关注程度也日益增加。环境空气质量的状况直接影响人们的生活环境,进而影响人们的身心健康,因此,及时了解环境空气质量,并作出分析预测尤为重要。

然而空气污染仍然是当前我国面临的较为严重的环境问题之一。据世界银行估计,中国有6亿人生活在二氧化硫超过世界卫生组织标准的环境中,有10亿人生活在总悬浮颗粒物超标的环境中[1]。环境空气质量作为衡量城市综合实力的重要内容之一[2],受到了城市居民和研究者的普遍关注。

如何科学定量地预测环境空气质量变化,为以后的规划和管理提供科学依据,成为一个亟需解决的重要课题。空气污染是自然和人为因素相互作用的结果,在特定时间、空间的污染物浓度受到诸多因素影响[3]。城市环境空气系统复杂,很难对该系统的结构及各成分之间的关系、作用机理做出精确的解译。根据灰色系统理论,一般的信息充足、完全明确的系统称为白色系统,信息一无所知、完全不明确的系统称之为黑色系统。而城市环境空气系统是一个典型的介于白色系统和黑色系统之间的灰色系统。因此,利用灰色系统中已知信息,通过对原始信息处理,建立灰色模型,实现对环境空气质量的科学定量预测是可行的。

2 灰色系统理论概述及模型选取

灰色系统理论(Grey System Theory)是由我国著名学者邓聚龙教授在1982年首先提出来的。该系统理论以“部分信息已知,部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性的灰色系统为研究对象,对数据及其分布的限制要求很小,主要通过对“部分”已知信息的生成、开发处理,提取其中的有价值的信息,实现对现实世界的确切描述和认识,具有较强实用性和可操作性[4],在经济、气象、水利、交通运输、环境保护等众多领域得到了广泛应用。

我国空气污染较为严重,对其监测一般采用常规的三项主要空气指标:SO2、NO2和PM10。对空气质量的定量预测,需要对各个指标分别建模,然后做出预测,因此采用灰色预测中常用的GM(1,1)模型。它具有要求数据较少,原理简单有效,结果精度高等特点[5]。利用GM(1,1)模型来预测环境空气质量变化趋势是切实有效的。本文采用济南市2001～2010年环境空气质量例行监测数据,进行统计分析,建立相应指标的GM(1,1)预测模型,并对济南市未来5年空气质量做出预测。

3 构建灰色系统GM(1,1)模型

3.1 GM(1,1)模型的建模原理

GM(1,1)模型的建模思想是:将无规律的原始信息数据通过一定的数学处理方法,比如采用一次累加(或多次累加)或累减生成方法,转化为微分方程来描述系统的客观规律,即灰色系统的白化。GM(1,1)为单序列的一阶线性动态模型,其离散时间响应函数呈近似指数分布[6]。对于环境空气质量的预测,构建出各指标相应灰色模型,若达不到预测精度则进行残差序列修正,最终得到理想的模型精度,从而做出外推预测。

3.2 GM(1,1)模型构建步骤

建模步骤如下:首先将研究对象的值按时间升序排列,建立原始数据序列[7]。

对原始数据序列:x(0)=[x(0)(1),x(0)(2),…,X(0)(n)],作1-AGO,即一次累加生成: $x^{(1)} (t) = \sum_{i = 1}^{t} x^{(0)} (i), t = 1, 2, 3 \dots$ ,得到生成数列:x(1)=(x(1)(1),x(1)(2),…,x(1)(n))。

构建数据矩阵B:

$B [\begin{array}{l} - \frac{1}{2} [x^{(1)} (1) + x^{(1)} (2)] 1 \\ - \frac{1}{2} [x^{(1)} (2) + x^{(1)} (3)] 1 \\ - \frac{1}{2} [x^{(1)} (n - 1) + x^{(1)} (n)] 1 \end{array}],$

Y为列向量,Y=[x(0)(2),x(0)(3),…,x(0)(n)]T

建立GM(1,1)模型的一般形式的微分方程:,记参数列α=,其中的α和u可以通过如下最小二乘法拟合得到:=(BTB)-1 BTY。

建立微分方程对应的时间响应函数: $x^{(1)} (t + 1) = [x^{(0)} (1) - \frac{u}{α}] e^{- α t} + \frac{u}{α}$ 。此公式就是进行数列预测外推的基础公式。

对x(1)求导还原得到预测外推公式 $x^{(0)} (t + 1) = - α [x^{(0)} (1) - \frac{u}{α}] e^{- α t}$ 或x(0)(t)=x(1)(t)-x(1)(t-1),t=1,2,3…

3.3 模型的检验

当预测数列与原始数列拟合精度高时可用于外推预测;精度不够时经过残差修正,达到要求的精度后方可利用预测外推公式进行将来的预测。模型拟合精度以后验差值比C和小误差概率P作为标准,计算如下:

X(0)为原始序列,(0)为相应的模拟误差序列,ε(0)为残差序列。

求原始数列的方差:

$s_{1}^{2} = \frac{1}{n - 1} \sum_{t = 1}^{n} (x^{(0)} (t) - \bar{x})^{2}$ 为x(0)的方差,其中 $\bar{x} = \frac{1}{n} \sum_{t = 1}^{n} (x^{(0)} (t)$ 。

求残差的方差与标准差:

$s_{2}^{2} = \frac{1}{n} \sum_{t = 1}^{n} (ε^{(0)} (t) - \bar{ε})^{2}$ 为残差方差,其中 $ε^{(0)} (t) = x^{(0)} (t) - \hat{x}^{(0)} (t), \bar{ε} = \frac{1}{n} \sum_{t = 1}^{n} (ε (t)$ 。

后验差比 $c = \frac{s_{2}}{s_{1}}$ ,小误差概率 $p = p {| ε^{(0)} (t) - \bar{ε} | < 0.6745 s_{1}}$ 即如果满足 $| ε^{(0)} (t - \bar{ε}) | < 0.6745 s_{1}$ 的ε(0)(t)的个数为r,则 $p = \frac{r}{n}$ 。

当C<0.5和P>0.8时,模型可靠,可用于预测外推。灰色模型预测精度等级见表1。

4 济南市环境空气质量预测

4.1 济南市环境空气质量概况及原因分析

济南市位于山东省中西部,南依泰山,北跨黄河,地处鲁中南低山丘陵与鲁西北冲积平原的交接带上,地势南高北低。济南市地处中纬度地带,由于受太阳辐射、大气环流和地理环境的影响,属于暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明,年平均气温为13.6℃,年均降水量为614mm[8]。济南市全市遍布天然泉涌,拥有“天下第一泉”趵突泉,素有“泉城”美誉。

但济南市的环境空气质量却不容乐观。表2为济南市2001～2010年三种主要空气污染物SO2、NO2和PM10年平均浓度值[9]。

总体来看,在2001～2010年期间,SO2、NO2年均浓度都不超标,而可吸入颗粒物PM10均超标,三种污染物浓度没有明显变化。

采用空气污染综合指数法,结果显示SO2、NO2和PM10污染分担率分别为27%～38%,12%～39%和47%～55%,首要污染物为可吸入颗粒物,各年均未达到国家环境空气质量二级质量标准,而且从日污染情况来看,可吸入颗粒物为首要污染物的日数10年来达到3 370 d,占总天数的92.3%[9]。SO2平均浓度变化不大,稳定在环境空气质量二级标准之内,并呈不显著的下降趋势,而NO2在2001～2003年,平均浓度上升趋势明显,而在2004和2005两年中,平均浓度急剧下降,以后5年中平均浓度趋于稳定。

10年来3种污染物浓度基本稳定,主要是因为济南市采取了一些有力措施,譬如积极调整能源产业结构,增加绿地面积等措施。据统计,人均公共绿地面积从2001年的7.2m2增加到2010年的11.3m2[10]。

然而PM10浓度值各年均未达到国家环境空气二级质量标准,是济南市首要污染物。

(1)济南市能源结构以燃煤为主。近10年来煤炭消耗量占能量消耗总量的比例一直在70%以上,煤炭年消费总量由2001年的917.03万t上升到2010年的1955.4万t,比2001年增长113.2%,并呈现逐年增长的趋势[9]。燃煤产生的大量的SO2、氮氧化物和粉尘,未能经过妥善处理排入环境空气中。

(2)城市建设施工中产生大量可吸入颗粒物是造成PM10浓度持高不下的主要原因之一。“十五”及“十一五”是济南市城市建设的高速发展期,旧城改造、城市道路施工、房地产开发等建设工程全面持续进行,建设周期长,施工点分布广,施工建设中产生的大量地面扬尘、建筑尘未得到很好控制。此外,在各种生活及建筑垃圾运输工程中产生的大量扬尘,也增加了空气中可吸入颗粒物PM10的浓度。

(3)近年来,随着机动车数量的迅速增加,汽车尾气污染逐渐成为导致济南市环境空气污染的主要因素之一[11]。济南市机动车的保有量由2001年的61.6万辆增至2010年的121.5万辆,呈持续增长趋势,交通设施和车辆管理相对滞后导致机动车尾气污染严重[9]。

(4)济南市特殊的气象、地理条件也加重了其空气污染。济南市降水集中在夏季,其他季节干燥少雨。地处山东省内陆,南依泰山,北临黄河,地形成浅碟式,不利于空气污染物的扩散。南部山区主要以石灰岩为主,植被发育较差,生态脆弱。北部为冲击平原,土质疏松,易发生地面扬尘。多年平均风速3.2m/s,尤其春季容易发生扬尘天气。

3.2 济南市环境空气污染物浓度预测

根据灰色预测GM(1,1)模型建模原理,对三项指标浓度进行处理计算,当模型预测精度达不到标准时进行残差修正,最终建立相应的时间响应方程,并作出定量预测。

2001～2010年期间,SO2年均浓度呈下降趋势,对SO2浓度的预测经过一次残差修正可达到预测精度。预测结果见表3。

对NO2的预测,结果显示拟合精度一直为不好。分析NO2近10年来的浓度变化发现,自2005年来,浓度突然大幅下降,以后的5年中浓度变化平稳,说明2005年济南市可能采取了有力措施使空气中NO2浓度急剧下降,以后几年内NO2浓度则保持了稳定,因此灵活选取2006～2010年NO2年均浓度监测值作为原始数据,预测结果见表4。

近10年来PM10年均浓度在2003、2004、2006年浓度较高,其他年份稳定在0.125mg/m3左右,对其预测经过三次残差修正可达到需要精度。预测结果见表5。

4.3 预测结果分析及建议

未来5年内,济南市SO2、NO2和PM10年均浓度变化趋势见图1。

从总体趋势来看,SO2年均浓度呈现略微下降的趋势,NO2和PM10则呈现略微上升趋势。从浓度值来看,SO2和NO2的年均浓度在未来5年也将达到国家空气环境空气二级质量标准,而PM10的年均浓度均超准,并且呈上升趋势,仍是济南市首要污染物。只要济南市将PM10年均浓度降低达到二级标准,则济南市环境空气质量上升为二级。因此,未来5年内济南市关键任务是降低可吸入颗粒物PM10的浓度。根据结合预测结果,建议采取以下措施。

(1)继续优化能源产业结构。控制煤炭能源的使用量,大力推广清洁能源生产,譬如继续推行用户“煤改气”工程,机动车推行“油改气”,尾气严格执行欧二标准等。

(2)大力开展城市绿化工程,增加城市绿化面积,增大对SO2、NO2和PM10等空气污染物的吸收。

(3)济南市最关键任务是降低PM10浓度。应采取有效措施,重点加强对城市各类建设项目的监督,降低施工及运输中的粉尘污染,减少可吸入颗粒物PM10的产生。

5 结语

(1)灰色系统理论具有很强的实用性,其中灰色预测中的GM(1,1)模型要求数据少,模型原理简单,拟合精度高,而环境空气系统是典型的灰色系统,用GM(1,1)模型对环境空气质量进行预测是切实有效的。

(2)灰色预测结果表明,在未来5年中,济南市SO2和NO2的浓度基本稳定,仍能达到国家环境空气二级质量标准,而PM10的浓度却仍超准,并且呈上升趋势。

优化空气量在尿素装置中的应用篇5

关键词：控制,空气,加入量,优化,操作

尿素生产离不开高温高压,其工艺过程中的原料、中间产品和最终产品等介质,都是具有一定的腐蚀性。为减缓对尿素设备的腐蚀,采取了在尿素系统中加氧。当前的生产工艺是在系统中加入空气,利用空气中的氧(21%体积比)在一定条件下与不锈钢反应,在其表面形成并保持稳定的钝化膜,使不锈钢与腐蚀介质隔离起来,达到保护设备的作用。

大庆化肥厂为20世纪70年代引进的日产1 620 t二氧化碳气提法尿素装置,在装置改造前,为了达到创优争先、降本增效,不断提高企业竞争力的目标,在坚持大负荷生产的基础上通过控制进入系统的空气量,实现了系统的优化控制,取得了较好效果。2005年,尿素装置改造后,为降低高压尾气中的H2含量,在压缩机组出口进入系统前的CO2管线上,增加了脱氢系统。脱氢反映机理是:H2+1/2O2=H2O。由上式可以看出,为平衡脱氢消耗的氧,同等负荷下需要增加空气量。虽然脱氢后,CO2中氢含量极大降低(0.01%降为0.000 05 mL/m3),为系统的优化操作带来更大的安全性和操作便利,但空气量的增加给系统带来了多余的惰性气,影响了合成系统转化率,阻碍了原料各项消耗目标的完成。

1控制加空气量的必要性

尿素生产过程向系统加入氧完全是为了设备材料的防腐目的,但氧对尿素生产有两大不利之处:(1)氧(或以空气形态)随二氧化碳气进入尿素合成塔,占据了一定的空间,使液相在塔内停留时间减少,因而降低了二氧化碳转化率。一般二氧化碳转化率每降低1%,总合成转化率可减低0.6%左右。(2)氧气和系统中可能存在的可燃气体如氢气在一定条件会形成燃爆性气体,危及设备及人身安全。为防止氢氧混合气体的燃爆,一般以空气代替纯氧加入原料气中。而在系统加入空气量的同时,必然会带进惰性气体。在大负荷生产中,制约的瓶颈之一是合成系统压力高。负荷高,系统压力相应会高,压力高必然导致相应的温度升高,进而对高压设备的腐蚀产生影响。压力高,达到了设备设计压力的上限,也为安全生产带来隐患。随着加入的空气量的增加,带入系统的惰性气体量也增加,能导致尿素单程总转化率的下降,从而使系统压力上升。故要严格控制加氧量。空气加入量增多的同时降低了合成塔的容积利用率。加氧也会造成尾气爆炸和排放的损失,使原料消耗上升。借鉴外厂采用双氧水防腐技术,用双氧水中的纯氧代替大部分空气,减少空气加入量,相当于增加同等体积的二氧化碳量,增加了装置在满负荷下增加产量的可能性。在延续加入空气防腐工艺的前提下,采取减少空气加入量的方法。以期达到双氧水防腐技术的目的。

2实施与效果分析

在装置改造前的高负荷运行下,空气量由1 000 Nm3逐渐调整至850 Nm3左右,降低了150 Nm3。调整的直接根据是控制进入系统的CO2氧含量的指标(0.65%～0.85%)低限,依据是成品镍含量满足指标要求,见表1。

由表1可以看出,调整后的成品镍含量远低于限定指标值。并且改造前的系统负荷在105%～110%情况下,高压系统压力由原来的14.8 MPa以上降至不大于14.6 MPa,低压压力由0.30 MPa左右变成不大于0.25 MPa。

改造后,根据设计工艺包给出的2100空气加入量期望值,并且结合初期制定的CO2氧含量的指标(0.65%～0.85%)实施空气量的控制,控制值1 500 Nm3左右。在实际运行中,出现了高压系统压力偏高(达到14.7 MPa)的问题,虽然影响高压系统压力的因素不唯一,但从减少空气量的角度来说,减少进入高压系统的气相量,本身就会对高压系统压力起到降低作用。在实施减少空气量的过程中,根据成品尿素中的镍含量变化,逐渐降低空气量至1 200 Nm3(生产负荷80%左右),CO2氧含量的控制范围也变为0.5%～0.75%。

通过减少空气加入量,一方面降低了系统尾气量,从而减少了放空量;另一方面降低了惰性气在合成塔内所占据的空间,理论上会提高合成转化率,降低高压系统、低压系统压力。为什么关键指标成品镍含量在调整后不升反而降低了呢?主要原因是系统压力的降低。设备的腐蚀速率与压力成正比,压力越高,相应腐蚀速率加大。正是因为压力的降低减缓了高压设备的腐蚀速率,平衡了因减少空气加入量而对钝化膜的生成质量产生的影响。当然,也不能没有标准的降低空气加入量,因为影响系统压力的因素比较多,例如氨碳比、水碳比、气提塔壳侧蒸汽加入量等,都会对系统压力产生影响。也就是说,单纯减少空气加入量对系统压力的影响会有一低限值。

尿素甲铵液中的氧含量对金属的腐蚀作用有双重影响,它既是阴极的去氧化剂,又是阳极的缓蚀剂。对于表面能生成完整致密钝化膜的金属(不锈钢、钛),后者占主导地位。对于表面不能生成完整致密钝化膜的金属(如银、铅),则前者作用占主导地位,故液相中氧含量对不同金属的腐蚀率是不同的。为使金属材料产生钝化所要求介质中的最低氧含量是不同的。00Cr17Ni14Mo2的临界氧含量>10×10-6,00Cr25Ni22Mo2N的临界氧含量约(5～10)×10-6,钛的临界氧含量约3×10-6。因为以上原因,所以氧含量不能随意降低。

在实施过程中,出现过相同的空气量在负荷未变或变化很小(300 Nm3/h)的情况下,含氧量降低较为明显的事例。分析为原料气CO2的组分变化,从含水量来说,原料气所带饱和水的降低,增加了原料气干基数,从而使原料气中所加空气量不变的情况下含氧量降低。

3结语

理论空气量篇6

1 材料与方法

1.1 洁净空气量的计算方法

1.1.1 AHAM标准洁净空气量的计算方法

式中:CADR:洁净空气量 (m3/h) ;V:标准实验室的容积30 m3;T:在30 m3的标准实验室内, 测试空气净化机的净化效率, 当净化率达到初始浓度的90%时所用的时间。

1.1.2 GB/T 18801-2008中洁净空气量计算方法

式中:CADR:洁净空气量 (m3/h) ;V:实验室容积 (m3) ;ke:总衰减常数;kn:自然衰减常数;衰减常数Ct=C0-kt (3)

式中:Ct:在时间t时的浓度, 固态污染物 (个/L) , 气体 (mg/m3) ;C0:在t=0时的初始浓度, 固态污染物 (个/L) , 气体 (mg/m3) ;k:衰减常数, (min-1) ;t:时间单位为分钟 (min) 。

衰减常数k, 可对ln Ct和t做线性回归处理求得, 按公式 (4) 计算

ti:在t时的时间;ln Cti:在t时的浓度自然对数。

1.1.3 JEM 1467-2009除尘能力的计算方法

式中, P:除尘能力 (m3/min) ;C01:自然衰减的测量开始时的粉尘浓度 (mg/m3) ;C02:空气净化器运行中开始测量时的粉尘浓度 (mg/m3) ;C1;自然衰减的t min后的粉尘浓度 (mg/m3) ;C2:空气净化器运行t min后的粉尘浓度 (mg/m3) , t≤30 min, 一般t是指初始浓度下降1/3所需的时间;V:除尘性能试验室的容积 (m3) 。

1.2 固态污染物洁净空气量的测试方法

1.2.1 实验场所

30 m3气雾室×2。

1.2.2 检测仪器

激光尘埃粒子计数器和激光粉尘仪。

1.2.3 试验步骤

(1) 将实验器材安装好放入试验舱, 并关闭门, 开启高效空气过滤器, 净化室内的空气, 使颗粒物的背景浓度减低到合适的水平。 (2) 同时调节实验舱的温度为23~25℃, 湿度为40%~60%, 关闭高效空气过滤器和温湿度调节装置。 (3) 连接香烟燃烧器, 用低压空气把香烟烟雾吹送进实验舱至达到试验的初始浓度, 用风扇搅拌至喷烟完毕后10 min。 (4) 开启激光尘埃粒子计数器或激光粉尘仪, 测定固态污染物的初始浓度, 开启空气净化器, 调至最高风速档。 (5) 检测试验过程中固态污染物浓度每1 min测定1次, 连续测定60min。 (6) 不开启空气净化器, 与样机测试同样的条件下做空白对照, 测试自然衰减。 (7) 按1.1中公式 (1) 、 (2) 、 (5) 分别计算CADR, 比较3种方法计算出来的CADR的区别。

2 结果

2.1 CADR不同计算公式异同点比较

将公式 (1) 、 (2) 、 (5) 进行换算, 结果如下:

公式 (1) 中的2.3是由公式 (6) 换算而来:

公式 (2) 中, 若相关系数为1,

在实际的测试过程中, 衰减常数k的相关系数一般在0.98以上 (CADR在标准的测量范围内) 。因此, 由公式 (8) 和公式 (9) 计算的k值与ln Ct和t线性拟合得到的k值差异较小。公式 (5) 中, 将洁净空气量由m3/min换算成m3/h,

注:按公式 (1) 、公式 (2) 、公式 (5) 计算CADR时, 所取数据点数分别依据相应标准, 计算的CADR结果用m3/h表示。

由上述可知, 3个CADR计算公式的主要区别在于: (1) 公式 (1) 计算CADR时, 未把自然衰减考虑进去; (2) 数据点不一致。公式 (1) 、公式 (5) 是用初始浓度和最终浓度两个数据计算CADR, 而公式 (2) 是用10个数据点线性拟合后, 计算CADR; (3) 测试时间不一致。公式 (2) 固定为20 min, 公式 (1) 、 (5) 选取的时间是不确定的, 公式 (1) 中一般t≤60 min, 公式 (5) 中t≤30 min。

2.2 不同公式计算固态污染物洁净空气量 (计数法) 的比较

由表1可知, 依照3个公式计算固态污染物CADR (计数法) 有差异。对于净化效果好的机器1, 6 min的去除率达到90%, 用公式 (1) 、 (2) 、 (5) 计算出来的CADR值差异最大, 分别为690.00、787.32、558.72 m3/h;对于机器2, 21的去除率达到90%, 用公式 (1) 、 (2) 、 (5) 计算出来的CADR值差异最小, 分别为197.14、193.32、192.60 m3/h;对于机器3, 60 min的去除率达到90%, 公式 (1) 、 (2) 、 (5) 计算出来的CADR值差异也较小, 分别为69.00、64.44、68.94 m3/h。

3 讨论

采用同一试验方法, 通过3种计算方法计算空气净化器的固态污染物CADR值, 结果表示, 对于净化效果较好的机器, 用不同公式计算出来的CADR值差异较大, 而净化效率相对小的仪器, 用不同公式计算出来的CADR值差异较小。

在ANSI/AHAM AC-1-2006美国家用便携式室内电动式空气净化器检测标准方法中, CADR的测试时间为20 min, 并明确规定其可测CADR范围为 (香烟烟雾) (17-765) m3/h。GB/T 18801-2008虽未严格的规定方法, 但是依此推算, 其可测的CADR范围应为20~700 m3/h, 因此, 对于净化效果较好的机器, 用不同公式计算出来的CADR值差异较大, 主要是因为仪器真实CADR值超过了方法可测的范围。建议CADR值>700 m3/h的净化器选用更大的实验舱测试。

另外, 从表1可知, 对于在20 min或60 min左右净化率达到初始浓度的90%的净化器, 用3种计算方法虽然在测试时间和数据取点上有差异, 但得出的CADR值差异较小。分析原因, 主要是因为净化器的CADR值在方法可测的范围内, 试验过程中, 舱内的颗粒物浓度下降速率较平稳。由公式 (2) 的相关系数 (R2) 可知, ln Cti与t的线性拟合度较好, R2基本都在0.98以上, 因此, 此时3种计算方法得出的CADR值差异较小。

在方法可测的CADR范围内, 对于公式 (2) , 其考虑到自然衰减及多个数据点的影响, 计算得到的CADR相较公式 (1) 和公式 (5) 更为科学准确, 但其计算也相对麻烦, 需要线性拟合后得到衰减常数。因此, 综合公式 (1) 、 (2) 、 (5) , 3个固态污染物洁净空气量公式通过可简化换算为此公式计算CADR方便快捷, 且与公式 (2) 计算的结果相比差异较小。

摘要：目的研究空气净化器固态污染物洁净空气量计算方法。方法通过分析3种空气净化器固态污染物洁净空气量的计算方法, 研究3种计算方法的异同点;依照标准GB/T 18801-2008空气净化器, 在30 m3实验舱内检测不同净化器净化效果, 并比较不同计算公式得出的洁净空气量的区别。结果 3种计算方法的主要区别在于测试时间和数据点选取;对于洁净空气量>700 m3/h, 用不同公式计算出来的结果差异较大, 而对于洁净空气量<700 m3/h, 尤其是<500 m3/h的净化器, 用不同公式计算出来的结果差异较小。结论 CADR<700 m3/h时, 3个固态污染物洁净空气量公式通过可简化换算为CADR (m3/h) =ln (C2t/C20) - (C1t/C10) /t×V×60, 且其与GB/T 18801-2008中标准计算公式计算的结果差异较小。

关键词：空气净化器,洁净空气量,固态污染物计算方法

参考文献

[1]赵亢, 汪祖陆, 邓达, 等.室内空气器净化效果评价方法探讨[J].环境与健康杂志, 2000, 17 (6) :338-340.

[2]史黎薇.空气净化器的分类及其净化效率的比较[J].中国卫生工程学, 2008, 7 (4) :240-242.

[3]陈列贤, 迟锡栋, 李宝成, 等.用洁净空气量作为室内空气净化器性能指标的研究[J].中国卫生工程学, 1996, 5 (2) :58-60.

家庭空气智能管家——空气盒子篇7

1 家庭空气智能管家

除室外大气中的PM2.5外, 室内空气与人们的生活联系更为紧密, 影响也更为深重。除最为基础的防护措施口罩外, 室内空气质量检测、净化设备有着更为广阔的市场前景。目前行业一款可检测室内包括PM2.5并可连接空调、空气净化器的智能操控终端———空气盒子 (见图1) 也因此“被迫”加快上市节奏。

据有关方面透露, 该款智能产品不仅能够通过手机终端APP进行检查、去除等远程终端控制, 鉴定室内空气质量等级, 通过五大等级分析空气质量好坏, 同时在人和物互动基础上实现了物与物交互沟通的突破, 开辟了家居智能化新局面。

2 物与物交互沟通的智能控制新模式

目前智能家电发展基本处于物与人沟通的阶段, 也就是消费者日常使用的APP远程控制。用户仍然需要了解APP的使用方式, 对于年纪偏大的消费者而言, 智能和互联网便成为负担, 而不是促进生活改善的手段。

物与物沟通的智能方式则改变了上述情况。作为智慧空气生态圈的重要组成部分, 空气盒子实现了与空调、空气净化器的物物联动。这意味着, 不需要根据空调反馈的数据人工决定是否开启除湿功能, 空气盒子会根据数据反馈对空调下达指令。在上述过程中, “智能”成为“零存在”, 用户只需享受其带来的最佳室内空气质量。这改变了市面上在售的大多数智能家电只解决了“人”和“物”的沟通问题, 实现了“物”和“物”之间的信息交互。

海尔空气盒子除了可以将家中的空调、空气净化器等多款家电进行互联和控制外, 还可以智能检测空气质量, 及时告知用户天气状况等人性化贴心的服务, 让消费者通过这个“空气盒子”, 无限、智能、便捷地联动家中的空气设备, 让用户可以实现利用手机等移动终端进行远程遥控。

海尔研发人员称, 单独智能产品不是最终的目标, 在空气净化领域将继续加入除湿器、加湿器等系列产品, 建立相互关联的智慧圈子, 打破智能家电碎片化发展的现状。

有业内专家分析, 智慧家庭轮廓的呈现在为用户带来全新体验的同时, 也为未来智能家电的发展引领一个全新的方向。物与物之间互联互通、充分解放人力的“智慧理念”在行业内具有领先优势, 从“智能到智慧”的转变将为智能行业树立新的标杆。

3 智慧家庭战略

空气盒子这个拥有对家庭空气甚至所有家电“管控权”和“互联互通”功能的新兴产品的问世, 标志着智慧家庭战略实施的进一步升级和加速。而在智慧家庭战略中打造的“智慧空气生态圈”, 除了空气盒子、智能空调外, 还将包括智能空气净化器、除湿器、加湿器等涉及家庭空气的所有设备终端。

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