大型拖拉机驾驶室PM10和PM2.5净化效果仿真分析

作者：杨晓; 毛恩荣^*; ZHANG Jianshun; 宋正河; 金晓萍; 杜岳峰

来源：农业机械学报, 2018, 49(11): 365-371.

• 大型拖拉机
• 封闭驾驶室
• 可吸入颗粒物
• 净化器
• 累计吸入量
• 仿真

针对大型拖拉机在耕地时封闭驾驶室内可吸入颗粒物PM10质量浓度(25 770μg/m3)超标的问题,选取不同的空气净化方式(内循环、外循环空调净化器和外置净化器),对PM浓度微分方程进行了数值仿真分析,仿真结果表明安装空气净化装置能明显降低驾驶室内可吸入颗粒物的浓度。首先应用质量守恒定律推导了PM浓度变化模型和空调净化模型,随后采用美国IAQx1. 1-PM软件进行了不同净化方式和不同净化率的仿真分析。仿真结果表明,内循环和外循环方式的综合相对净化率分别为92. 78%和96. 13%,明显降低了驾驶室内PM10和PM2.5浓度,满足国际人体健康标准的要求;而且外循环净化方式的PM10和PM2.5质量浓度能维持在800μg/m3以下,净化效果最优。外置净化器平均净化率为48%66%,虽然净化效果比较明显,但不能满足国际人体健康标准的要求。各净化方式的PM10和PM2.5浓度变化曲线表明封闭驾驶室内的PM10和PM2.5浓度最后可以达到一个稳定值,并且内循环和外循环的曲线(约为1 h)先于外置净化器曲线达到稳定值。1 h时采用外循环、内循环、外置净化器和无净化器时的人体累计PM10吸入量分别为382、832、1 820、2 040μg;人体累计PM2.5吸入量分别为321、585、1 290、1 440μg。人体累计PM10和PM2.5吸入量曲线均呈直线式增长,并且未安装空气净化装置的人体PM累计吸入量曲线的增长率明显快于配有空气净化装置的驾驶室(内外循环下的增长率最低)。驾驶室空调系统应采用将温度调节装置和空气净化器一体化的HVAC空调设计法。

• 单位
  中国农业大学