
【化】 isokinetic sampling
class; grade; rank; wait; when
【機】 iso-
dynamics; kinetics
【化】 dynamics; kinetics
【醫】 dynamics; kinetics
sampling
【化】 sampling; taking of samples; thief
【醫】 sampling
等動力學取樣(Isokinetic Sampling)是一種在流體力學和環境監測中廣泛應用的取樣技術,其核心原理是通過調節取樣流速與流體主速度一緻,确保樣本具有代表性。該術語在漢英詞典中對應“isokinetic sampling”,強調“等速”與“動力學”的結合。
從科學定義角度,等動力學取樣需滿足以下條件:取樣入口截面的流體速度分布與自由流場相同,且雷諾數(Reynolds number)保持相似性,數學表達式為: $$ Re = frac{rho v L}{mu} $$ 其中$rho$為流體密度,$v$為流速,$L$為特征長度,$mu$為動力粘度。通過該公式可推導出取樣設備的幾何比例與流速控制參數。
在應用層面,該方法常見于煙塵排放監測(如美國EPA Method 5)、氣溶膠研究和工業管道顆粒物檢測。美國國家職業安全衛生研究所(NIOSH)在《空氣采樣方法手冊》中指出,等動力學取樣可減少湍流導緻的顆粒物沉積誤差,數據偏差可控制在±5%以内。
需要注意,該技術對設備有嚴格要求,包括:1)可調節流速的真空泵系統;2)符合ISO 12103-1标準的分級采樣頭;3)實時流速監測裝置。中國國家标準GB/T 16157-1996亦引用了該方法的實施規範。
等動力學取樣(Isokinetic Sampling)是一種在流動介質(如氣體或液體)中采集具有代表性樣品的科學方法,其核心在于采樣速度與介質流速保持一緻。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
等動力學取樣要求采樣頭的入口平均速度與該點介質(如氣流或水流)的平均流速相同。這種設計可确保懸浮顆粒物或流體組分的采集結果真實反映介質的實際狀态,避免因速度差異導緻采樣偏差。
速度匹配
采樣頭的采樣速度((V_s))必須與介質流速((V))相等或接近。實際允許範圍為:
$$ (V + 30%) geq V_s geq (V - 10%) $$
例如,若氣流速度為1 m/s,采樣速度需控制在0.9~1.3 m/s之間。
方向與位置要求
若采樣速度((V_s))與介質流速((V))不匹配,會導緻:
主要用于潔淨室監測、工業排放檢測及流體動力學研究,例如:
采樣頭尺寸需根據流速和采樣量計算,公式參考:
$$ D_p = frac{F_a cdot W_p}{V} $$
其中,(D_p)為平行于掃描方向的采樣頭尺寸,(F_a)為實際采樣速度,(W_p)為垂直方向尺寸。
等動力學取樣通過精準控制速度與方向,确保采樣結果的準确性,是流體顆粒物分析的關鍵技術。實際應用中需結合流速範圍調整設備參數,更多技術細節可參考道客巴巴()及淘豆網()的原始資料。
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