[发明专利]一种PIV-PTR-TOF-MS风洞试验方法及其应用

摘要

本发明属于有机污染物分析领域，公开了一种PIV‑‑PTR‑TOF‑MS风洞测试试验方法及其应用，该方法首先建立三维缩比例的地形模型，对地形表面建筑物、河流、植被等进行粗糙度相似处理；其次，在地形模型上的若干进样口注入示踪样品，采用颗粒成像测速仪进行流场照片拍摄；再对照片进行后处理，得到流场的涡量、流场流线、风压等流场数据和污染物定性数据；同时可以对风洞测试区的局部区域测点进行现场实时气体PTR‑TOF‑MS测试和气体样品采样，以及真空管离线GC‑MS定量测试，得到流场污染物组分和浓度时‑空云图。地形表面的植被具有可生长性，因而可以动态观测到风洞中的近地面大气边界层的挥发性有机污染物信息。

主权项

1.一种PIV‑‑PTR‑MS风洞试验方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.建立封闭的地形模型及其上方的风洞测试区，在风洞测试区的进风口和局部区域尺度微环境的缩比例地形模型固定点分别释放示踪粒子，采用PIV二维测试模式，将Nd：YAG脉冲激光器产生的面光源激光束照明风洞测试区，使用数码相机组连续拍摄风洞测试区的流场运动，获得前后两帧示踪粒子的图像，同时采用PTR‑TOF‑MS测试风洞测试区污染物的组成和浓度；S2.对步骤S1获得的前后两帧示踪粒子图像进行后处理，得到风洞测试区的流场二维截面区域内粒子的速度矢量分布和涡量分布信息；S3.根据步骤S2获得的信息对地形模型的表面进行粗糙度相似处理，并在地形模型上设置污染点源使其能够连续、间歇的释放污染气体，以改变点源污染物的排放组成、排放速率、排放温度和排放浓度；S4.将CCD相机和Nd：YAG脉冲激光器放置在步骤S3的风洞测试区的外侧，二者在风洞测试区的流场二维截面上呈垂直分布并保持在同一高度，改变风洞测试区的进口风向、风速、风温，同时在地形模型设置点污染源排放口释放污染物和示踪粒子，采用PIV三维测试模式，将Nd：YAG脉冲激光器产生的体光源激光束照明风洞测试区，得到多组示踪粒子速度场测量数据；同时对风洞测试区的局部区域测点进行现场实时气体PTR‑TOF‑MS测试和气体样品采样，得到污染物在线定性测试数据、现场采样的污染物定量测试数据和到流场污染物组分和浓度时空云图，实现可动态观测到近地面层大气污染物迁移转化的时间‑空间特征。