本发明专利技术公开了一种人工气候室雾霾环境模拟装置及其雾霾环境模拟方法，装置包括人工气候室、雾霾参数检测单元、云雾发生单元和灰霾发生单元，所述雾霾参数检测单元布置于人工气候室内，云雾发生单元和灰霾发生单元的输出端分别与人工气候室的室内连通；模拟方法步骤包括：准备灰霾颗粒物原料并混合均匀，开启云雾发生单元形成云雾环境，开启灰霾发生单元形成灰霾环境，促进雾蒸汽和灰霾颗粒物相互叠加、化合并混合均匀形成雾霾环境。本发明专利技术能够在人工气候室内形成PM2.5颗粒物与云雾浓度、灰霾颗粒化学成份和粒径分布可自由控制调节的稳定雾霾环境，为研究雾霾环境对人体健康、户外交通以及电气外绝缘设备的影响提供安全可靠的试验支撑。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气环境科学与工程及电气工程
，具体涉及，使用该装置和方法可以在人工气候室形成与现实自然雾霾物理化学特性相同的雾霾环境。
技术介绍
近年来，我国大气污染问题日益严重，特别是珠三角、长三角、京津唐和华中等经济发达地区频繁出现的雾霾环境，范围广、强度大、时间长，导致空气中的可吸入有害颗粒物含量急剧增加和户外能见度大幅降低，对人类健康和日常出行、交通秩序等带来严重危害。雾霾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶与浮游在空中的大量极细微的颗粒物(化学组份极为复杂，包括以硫酸盐、硝酸盐、铵盐为主及其他矿物颗粒物、有机气溶胶粒子等数百种大气颗粒物组成，空气动力学直径< 2.5 μπι，熟称ΡΜ2.5)相互叠加和化合而形成的气溶胶系统。目前，国内外高校和科研机构对雾霾环境对人体健康、户外交通以及电力系统户外变电站支柱瓷瓶、变压器套管以及输电线路绝缘子等电气外绝缘设备的影响开展了大量的试验研究。但是，在开展以上雾霾环境影响特性研究试验时，人们往往利用化学成分单一的气溶胶发生系统在实验室中形成所需的雾霾环境，由于形成的雾霾环境中霾的化学成分与自然环境实际雾霾的情况相差甚远，导致试验结果与实际情况存在很大的差距；而少数的研究人员干脆在现实自然发生的雾霾环境这一技术参数不可控制的“天然实验室”条件下开展各种试验和研究，由于不能对试验条件和参数进行人工干预，导致无法实现研究过程和研究结果的定量化，给深入研究雾霾环境的影响特性带来诸多不利影响。国内也有研究人员提出通过新建一个巨型“烟雾箱”的方法以深入开展雾霾环境的影响试验，例如中国科学院2014年3月提出拟在北京怀柔建设世界最大的“烟雾箱”以模拟雾霾的形成、治理及影响特性，但最终因耗资巨大和周期长(预算高达5亿元)而未启动。针对目前国内雾霾环境影响特性试验研究中在形成雾霾环境方面的缺陷和不足，以及为了克服新建一个雾霾环境实验室耗资高、周期长的缺陷。迫切需要在已有人工气候实验室基础上通过增加一些试验装置来提出一种新的人工气候室雾霾环境形成方法，并具有雾霾颗粒物浓度、化学成分可自由控制和调节的特性，同时满足投资少、改造周期短的特点，为深入开展雾霾天气对人类生产生活，特别是对电力系统电气外绝缘设备的影响提供一个可进行人工干预的试验平台。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题，提供一种人工气候室雾霾环境模拟装置及雾霾环境模拟方法，使用该装置和方法能够提供一种在人工气候室内形成ΡΜ2.5颗粒物与云雾浓度、灰霾颗粒化学成份和粒径分布可自由控制调节的稳定雾霾环境，为研究雾霾环境对人体健康、户外交通以及电气外绝缘设备的影响提供安全可靠的试验支撑。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为: 本专利技术提供一种人工气候室雾霾环境模拟装置，包括人工气候室、雾霾参数检测单元、云雾发生单元和灰霾发生单元，所述雾霾参数检测单元布置于人工气候室内，所述云雾发生单元和灰霾发生单元的输出端分别与人工气候室的室内连通。优选地，所述云雾发生单元包括电蒸汽锅炉、雾蒸汽阀门、流量计和云雾输出管道，所述电蒸汽锅炉的输出端依次通过雾蒸汽阀门、流量计和云雾输出管道相连，所述云雾输出管道沿着人工气候室室内的四周布置，且所述云雾输出管道上设有云雾输出孔。优选地，所述灰霾发生单元包括空气压缩机、储气筒、气流粉碎机、阀门和多个喷嘴单元，所述空气压缩机的输出端和储气筒的进气端相连，所述储气筒的输出端依次通过气流粉碎机、阀门和喷嘴单元相连，所述气流粉碎机上设有用于添加灰霾颗粒物原料的加料器，所述喷嘴单元均匀布置于人工气候室内四面墙壁上距地面10米高度的位置。优选地，所述气流粉碎机的出料口装设有筛网。优选地，所述筛网的孔径为2.5 μm。优选地，所述雾霾参数检测单元包括粉尘浓度检测仪、激光粒度分析仪和雾蒸汽浓度计，所述粉尘浓度检测仪、激光粒度分析仪和雾蒸汽浓度计分别安装布置于人工气候室的室内。优选地，所述激光粒度分析仪的安装高度为1.5m，所述雾蒸汽浓度计的安装高度为 1m0优选地，所述人工气候室内装设有温湿度调节及均匀设备和温湿度检测模块，所述温湿度调节及均匀设备包括至少一台具有湿度调节功能的制冷主机和至少一台室内制冷循环风机。本专利技术还提供一种基于前述人工气候室雾霾环境模拟装置的雾霾环境模拟方法，步骤包括: O按照指定的成份及比例准备灰霾颗粒物原料并混合均匀； 2)开启云雾发生单元，使得云雾发生单元以预设的雾蒸汽流量向人工气候室内输出雾蒸汽，使得雾蒸汽弥漫在人工气候室的空气中形成云雾环境；且当通过雾霾参数检测单元检测到人工气候室内的雾蒸汽浓度算术平均值达到预设的雾蒸汽含量临界值时，关闭云雾发生单元； 3)开启灰霾发生单元，且在灰霾发生单元的输出压缩空气压力达到预设压力值后将混合均匀后的灰霾颗粒物原料通过灰霾发生单元向人工气候室内以预设的PM2.5浓度增长速度输出灰霾颗粒物，使得灰霾颗粒物悬浮在人工气候室的空气中形成灰霾环境；且当通过雾霾参数检测单元检测到人工气候室内的PM2.5浓度达到预设的PM2.5浓度临界值时，停止灰霾发生单元输出灰霾颗粒物； 4)促进人工气候室内部的空气内循环使得人工气候室空气中的雾蒸汽和灰霾颗粒物在人工气候室中进行相互叠加、化合并混合均匀，同时对人工气候室进行温度和湿度控制，当人工气候室的环境温度为预设的温度、湿度为预设的湿度，雾蒸汽浓度算术平均值保持在预设的雾蒸汽含量临界值、PM2.5浓度保持在预设的PM2.5浓度临界值时，在人工气候室中模拟形成所需的人工气候室雾霾环境。优选地，所述步骤2)中预设的雾蒸汽流量为0.8L/min ;所述步骤3)中预设压力值为0.8MPa，预设的PM2.5浓度增长速度为10 μ g/m3 ;所述步骤2)中预设的雾蒸汽含量临界值为15g/m3，预设的PM2.5浓度临界值为300 μ g/m3，所述步骤4)中预设的温度为20摄氏度，预设的湿度为95%。本专利技术人工气候室雾霾环境模拟装置包括人工气候室、雾霾参数检测单元、云雾发生单元和灰霾发生单元，雾霾参数检测单元布置于人工气候室内，云雾发生单元和灰霾发生单元的输出端分别与人工气候室的室内连通，具有下述优点: 1、本专利技术能够在已有的人工气候室内形成霾颗粒物化学组份、粒径分布和浓度以及云雾浓度可自由控制调节的雾霾环境。2、本专利技术能够产生与实际自然条件下雾霾物理化学特性相同的稳定雾霾环境。3、本专利技术能够为开展雾霾天气对人体健康、日常交通以及电力系统电气外绝缘设备的影响提供一个安全可靠的试验平台。4、本专利技术试验方法简单，经济性和效率好，可操作性强。本专利技术基于前述人工气候室雾霾环境模拟装置的雾霾环境模拟方法为本专利技术前述人工气候室雾霾环境模拟装置的应用方法，同样也具有下述优点，在此不再赘述。【附图说明】图1为本专利技术实施例装置的原理结构示意图。图2为本专利技术实施例方法的基本流程示意图。图例说明:1、人工气候室；11、温湿度调节及均匀设备；12、温湿度检测模块；2、雾霾参数检测单元；21、粉尘浓度检测仪；22、激光粒度分析仪；23、雾蒸汽浓度计；3、云雾发生单元；31、电蒸汽锅炉；32、雾蒸汽阀门；33、流量计；34、云雾输出管道；341、云雾输出孔；4、灰霾发生单元；本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种人工气候室雾霾环境模拟装置，其特征在于：包括人工气候室（1）、雾霾参数检测单元（2）、云雾发生单元（3）和灰霾发生单元（4），所述雾霾参数检测单元（2）布置于人工气候室（1）内，所述云雾发生单元（3）和灰霾发生单元（4）的输出端分别与人工气候室（1）的室内连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建平，蒋正龙，方针，赵纯，李波，张红先，陆佳政，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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