بنيت مفاعلات أنبوب التدفق لمحاكاة عمليات إنتاج الجسيمات العضوية في الغلاف الجوي، وتستخدم لدراسة آلية، والعمليات، وتوصيف الجسيمات. وميزة استخدام مفاعل أنبوب التدفق هو أنه يمكّن من التوليف السريع لجزيئات الهباء الجوي عبر مجموعة واسعة من عدد الجسيمات وتركيزات الكتلة. لاقامة قدمت هنا تم تجهيز مفاعل أنبوب تدفق مع حاقن قابل للتحرك التي يمكن أن عينة الجسيمات العضوية في نقاط زمنية مختلفة داخل مفاعل التدفق.
يتم تحليل الجسيمات خروج أنبوب التدفق من قبل أنواع مختلفة من التقنيات عبر الإنترنت وغير متصل بما في ذلك حجم الجسيمات التنقل المسح والمطياف كتلة الجسيمات الهباء الجوي. وسوف عينات أيضا على مرشحات الجسيمات. أنبوب التدفق هو منصة مفاعل مناسبة لإجراء تجارب ما بعد التحليل وبسرعة على الانترنت، وغير متصل تحليل الجسيمات المنتجة.
31 - وقد كانت جزيئات الغلاف الجوي جزءا من آثار المناخ وصحة الإنسان وبروزه. آلية الإنتاج لمسائل الجسيمات العضوية، ولكن لا تزال لا تزال غير كافية وتتميز ليست ذكية. أحد الأساليب لحل هذه المشكلة هو استخدام مفاعل أنبوب التدفق لإجراء الدراسات المختبرية التي تساعدنا على فهم تشكيل وآلية التفاعل للجسيمات العضوية.
يتكون مفاعل أنبوب التدفق من ثلاثة أجزاء. الجزء الأول من تجربة أنبوب التدفق هو حقن السلائف العضوية. يتكون نظام الحقن من ثلاثة عناصر.
مضخة حقنة، حقنة زجاجية، ومصباح زجاجي متخلف ثلاثة. يتم حقن المحلّل العضوي باستمرار باستخدام مضخة الـ syring في المصباح الزجاجي، ثم يتبخر. ثم يتم تحبيب البخار في أنبوب التدفق حيث تحدث ردود الفعل لإنتاج مجموعة الجسيمات.
ويتكون الجزء الثاني من مفاعل أنبوب التدفق من أنبوب التدفق نفسه وكذلك من جهاز أخذ العينات المنقولة. يمكن للعينات المنقولة التحكم في وقت إقامة الجسيمات داخل أنبوب التدفق من ثلاث ثوان إلى 42 ثانية ، وبالتالي تساعدنا على دراسة آلية تآكل لهذه الجسيمات العضوية وتساعدنا أيضًا على تبديل الآلية الإجمالية بين التخثر والتكثيف ينمو. الجزء الأخير من نظام مفاعل أنبوب التدفق هو الأدوات التي تحلل الجسيمات العضوية.
لدينا حجم الجسيمات التنقل المسحي وتحليل كتلة الجسيمات الهباء الجوي لدراسة تركيز كتلة عدد وأيضا دراسة شكل الجسيمات القادمة من أنبوب التدفق. وترد أدناه بروتوكولات تنفيذ تجربة أنبوب التدفق. حقن مرحلة الغاز من مفاعل أنبوب التدفق.
اعتمادا على الغرض من التجارب، يمكن استخدام مجموعة واسعة من المركبات العضوية المتطايرة كالسلائف العضوية للتجربة. يستخدم ألفا بينين هنا كمثال على إجراء حقن السلائف العضوية في مفاعل أنبوب التدفق. استخدام ماصة صغيرة لسحب ملليلتر واحد من الفا بينين ومن ثم نقل السائل إلى قارورة حجمية خمسين ملليلتر.
استخدام اثنين من بوتانول لملء قارورة الحجمي إلى خمسين ملليلتر وبالتالي تمييع الصنوبر ألفا بنسبة واحد إلى 49. يهز قارورة الحجم لخلط المذيبات والمذاب بدقة. استخدام حقنة 5 ملليلتر لسحب محلول ألفا بينين.
شطف الحقنة ثلاث مرات مع الحل ثم ملء الحقنة بأكملها. إزالة أي فقاعات في الحقنة. توصيل الحقنة بإبرة حادة ومن ثم نقل الحقنة على حقنة الحقنة.
أدخل طرف الإبرة في قارورة أسفل مستديرة لتبخير الحل. سخني قارورة المبخر إلى 135 درجة مئوية زائد أو ناقص عن طريق ضبط قوة شريط التدفئة. تعيين معدل تحكم تدفق الكتلة إلى 5 لترات القياسية في الدقيقة الواحدة.
والغرض من ذلك هو إدخال تدفق لطيف من 5 لترات القياسية في الدقيقة تنقية الهواء لتبخير وحمل بعيدا ألفا بينين حقن من الحقنة. بدوره على حقنة الحقن وضبط معدل طرد إلى قيمة تعيين من قبل المستخدم. تدفق سلبي من الهواء في أربعة لترات القياسية في الدقيقة الواحدة من خلال مولد الأوزون.
تشغيل مولد الأوزون. التحكم في تركيز الأوزون إلى القيم المناسبة عن طريق ضبط طول الأنبوب الزجاجي الذي يحمي مصباح الأشعة فوق البنفسجية داخل المولد. بدوره على رصد تركيز الأوزون.
إجراء التجارب بعد استقرار تركيز الأوزون. إنتاج الجسيمات من مفاعل أنبوب التدفق. فك الغطاء في نهاية مفاعل أنبوب التدفق من أجل ضبط موضع أنابيب العينات المنقولة داخل مفاعل أنبوب التدفق.
تغيير مواقف مختلفة من الأنابيب العينات المنقولة في وقت لاحق لتحقيق أوقات الإقامة المختلفة. ضع العينات المنقولة في بداية مفاعل أنبوب التدفق للحصول على أقصر وقت إقامة. ضع العينات المنقولة في نهاية مفاعل أنبوب التدفق للحصول على أطول وقت إقامة.
منزل مفاعل أنبوب تدفق في درجة حرارة مزدوجة تسيطر عليها الجدران، والمياه سترة، وصندوق الفولاذ المقاوم للصدأ. إجراء فحص تسرب و فحص مستوى المياه قبل كل مجموعة من التجارب. تعيين درجة حرارة الحرارة في الدورة الدموية للمياه إلى 20 درجة مئوية.
قم بتشغيل برنامج تسجيل درجة الحرارة في الكمبيوتر الرئيسي وتعيين وقت أخذ عينات البيانات إلى 10 ثوانٍ. سجل درجة الحرارة التي تم قياسها من مستشعر درجة الحرارة عند تشغيل زر التسجيل. قم بتشغيل برنامج مراقبة الضغط وتعيين الفاصل الزمني لأخذ العينات إلى 10 ثوانٍ.
تعيين طول أخذ العينات إلى 36، 000 نقطة. توصيف مجموعة الجسيمات المنتجة لمفاعل أنبوب التدفق. قم بتوصيل مأخذ مفاعل أنبوب التدفق بحجم جسيمات الحركة المسحية بواسطة أنابيب مقاومة كهرباءستاتيكية.
بدء تشغيل البرنامج الذي يسجل توزيع قطر عدد. إنشاء ملف جديد وكل معلمة إلى القيم المناسبة. تسجيل توزيعات قطر عدد من الجسيمات الخروج من مفاعل أنبوب تدفق عن طريق النقر على زر "حسنا".
قم بتوصيل مدخلين من فقاعة المياه إلى اثنين من وحدات تحكم تدفق القناع وذلك لضبط الرطوبة من الهواء في أنبوب تدفق. ضبط معدل تدفق اثنين من المداخل من صفر إلى 10 لترات القياسية في الدقيقة الواحدة وذلك لتغيير الرطوبة النسبية للهواء من اجة من أقل من 5٪ إلى أكبر من 95٪ ربط منفذ فقاعة المياه إلى مدخل الهواء اقدم من أنبوب نافيون. توصيل منفذ مفاعل أنبوب التدفق بمدخل العينات الرئيسي من أنبوب نافيون.
قم بتوصيل مستشعر الرطوبة النسبي بمأخذ أنبوب نافيون. لقياس الرطوبة النسبية للهواء العينات. قم بتوصيل منفذ إعداد التحكم النسبي في الرطوبة بمدخل محلل التنقل التفاضلي.
قم بتوصيل منفذ محلل التنقل التفاضلي بمدخل أداة APM بواسطة الأنابيب المقاومة للكهربوستاتية. قم بتوصيل مقبِل APM بمُواد جسيمات التكثيف. قم بتشغيل أداة APM وصندوق التحكم APM عن طريق الضغط على أزرار الطاقة الخاصة.
انقر فوق الزر البعيد على مربع التحكم APM بحيث يمكن تشغيل الأداة من واجهة البرنامج في الكمبيوتر. قم بتشغيل برنامج التحكم APM. قم بتحميل ملف مسح مسبق مسبق بالنقر فوق الزرين "تحميل" و"ملف" كما هو موضح في الفيديو.
انقر فوق الزر ابدأ من برنامج التحكم APM بحيث يبدأ أداة APM لجمع البيانات. تنظيف الركيزة السيليكون من قبل دورة من ماء الميثانول والميثانول مرة أخرى لإزالة أي ملوثات. جفف الركيزة باستخدام تدفق لطيف من النيتروجين.
ضع الركيزة النظيفة على القطب الكهربائي لعينات الهباء الجوي نانومتر. تأمين حافة الركيزة مع الشريط للحفاظ على استقرارها أثناء جمع. بدوره على عينات الهباء الجوي نانومتر.
تعيين الجهد إلى ناقص 9.9 كيلوفولت. تعيين معدلات تدفق إلى 1.8 لتر في الدقيقة. بعد ذلك، قم بإزالة الركيزة السيليكونية المحملة بالجسيمات التي تم جمعها من عينة الهباء الجوي نانومتر.
إجراء مزيد من التحليل للجسيمات على الركيزة مثل مورفولوجيا عن طريق مسح الإلكترون، المجهر أو تحليل السطح. نتائج تمثيلية. وهناك مجموعة من التركيزات العددية والكتلية للجسيمات العضوية التي يمكن إنتاجها اعتماداً على تركيزات ألفا بينين ألفا والأوزون المختارة.
وكما هو مبين في هذا الجدول، فإن هذه الظروف تنتج 4.4 زائد أو ناقص 6.3 إلى 6.3 زائد أو ناقص 7 مرات 10 إلى الجزيئات الخمسة لكل سنتيمتر مكعبات وتركيزات جماعية من 10 إلى 10 إلى 4 ميكروغرام لكل متر مكعب على التوالي. ويمكن دراسة تطور الخصائص الدينامية للجسم الجسيمي داخل مفاعل أنبوب التدفق. ويبين هذا الرقم توزيعات القطر لعدد جسيمات الهباء الجوي لهذه التجربة.
زاد التركيز إجماليّة رقم و الوضع قطر من الجسيمات مع الإقامة وقت. واستخدمت كتلة الجسيمات وأقطار التنقل لحساب عامل الشكل الديناميكي كاي عبر السكان الفرعية للجسيمات. ويبين هذا الشكل العوامل الديناميكية الشكل للجسيمات الخروج من أنبوب التدفق في أقطار التنقل المختلفة ومستويات الرطوبة.
كما تم زيادة RH، كاي انخفض لجميع السكان الثلاثة الوصول إلى قيمة نهائية من 1.02 زائد أو ناقص 01 في 35٪ الرطوبة النسبية، والمقابلة مع عدم اليقين للجسيمات الكروية. مفاعل أنبوب التدفق الموصوف أعلاه هو أداة عظيمة لدراسات الخصائص الفيزيائية أو الكيميائية وتطور الجسيمات العضوية. ومع ذلك، فإن فترة الإقامة القصيرة النسبية وتركيز السلائف العالي يحدان من قدرتها على دراسة الجسيمات العضوية التي تشكلت في ظروف محيطة وثيقة.
لقد أظهرنا أن أنبوب التدفق يمكن تركيب الجسيمات عبر مجموعة واسعة جدا من تركيزات الكتلة وعدد من التركيزات ومناسبة جدا للتمييز الجسيمات الإجمالي من التخثر إلى التكثيف. أنبوب التدفق هو أيضا مناسبة لجمع الجسيمات العضوية تحت كتلة عالية نسبيا.
