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安全与环境学报2025年第02期:大客车轮胎磨损颗粒物散射及其对呼吸健康的风险研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄海波;杜龙飞;任睿;王巍嵩;贺华波;施恒;

单位:宁波大学机械工程与力学学院;

摘要:随着新能源汽车的发展以及日益严格的排放法规,轮胎磨损颗粒物(Tire Wear Particles, TWPs)的排放已经超过尾气排放,成为道路交通“非尾气”排放的一个重要来源。研究建立了大客车-花纹轮胎-轮胎磨损颗粒物的气固两相流模型,并探究了不同车速下大客车轮胎磨损颗粒物的空间质量浓度分布特性。结果显示:TWPs的散射轨迹受车辆外部流场和车尾涡旋的影响,不同粒径的磨损颗粒物在散射过程中呈现出明显分层现象;在纵向上,磨损颗粒物扩散高度呈先升高后保持稳定的现象,且扩散高度随车速差异逐渐稳定在3.45~3.76 m;在横向上,最大扩散宽度稳定在6.0 m左右;颗粒物质量浓度沿车侧方向遵循近似的正态分布,在车速为20 km/h,距车辆左右对称面宽度为4.3 m、距地面高度为0.4 m处,达到峰值85.1μg/m~3,在距离对称面宽度为4.0~5.0 m,高度为0~1.0 m范围是呼吸健康的潜在危险区域。研究获取了大客车轮胎磨损颗粒物的空间扩散分布特性和质量浓度分布规律及对生物体呼吸健康的影响,为大客车颗粒物造成的环境问题研究及其捕集策略的制定提供了科学参考。

关键词:环境工程学;“非尾气”排放;气固两相流模型;轮胎磨损颗粒物;质量浓度分布;呼吸健康

基金资助:浙江省自然科学基金项目(LTGS24E050001); 国家自然科学基金项目(52475198,51975300)