Design and characterization of a new oxidation flow reactor for laboratory and long-term ambient studies
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Oxidation flow reactors (OFRs) are frequently used to study the formation and evolution of secondary aerosol (SA) in the atmosphere and have become valuable tools for improving the accuracy of model simulations and for depicting and accelerating realistic atmospheric chemistry. Driven by rapid development of OFR techniques and the increasing appreciation of their wide application, we designed a new all-Teflon reactor, the Particle Formation Accelerator (PFA) OFR, and characterized it in the laboratory and with ambient air. A series of simulations and experiments were performed to characterize (1) flow profiles in the reactor using computational fluid dynamics (CFD) simulations, (2) the UV intensity distribution in the reactor and the influence of it and varying O3 concentration and relative humidity (RH) on the resulting equivalent OH exposure (OHexp), (3) transmission efficiencies for gases and particles, (4) residence time distributions (RTDs) for gases and particles using both computational simulations and experimental verification, (5) the production yield of secondary organic aerosol (SOA) from oxidation of α-pinene and m-xylene, (6) the effect of seed particles on resulting SA concentration, and (7) SA production from ambient air in Riverside, CA, US. The reactor response and characteristics are compared with those of a smog chamber (Caltech) and of other oxidation flow reactors: the Toronto Photo-Oxidation Tube (TPOT), the Caltech Photooxidation Flow Tube (CPOT), the TUT Secondary Aerosol Reactor (TSAR), quartz and aluminum versions of Potential Aerosol Mass reactors (PAMs), and the Environment and Climate Change Canada OFR (ECCC-OFR). Our studies show that (1) OHexp can be varied over a range comparable to that of other OFRs; (2) particle transmission efficiency is over 75 % in the size range from 50 to 200 nm, after minimizing static charge on the Teflon surfaces; (3) the penetration efficiencies of CO2 and SO2 are 0.90 ± 0.02 and 0.76 ± 0.04, respectively, the latter of which is comparable to estimates for LVOCs; (4) a near-laminar flow profile is expected based on CFD simulations and suggested by the RTD experiment results; (5) m-xylene SOA and α-pinene SOA yields were 0.22 and 0.37, respectively, at about 3 × 1011 molec. cm−3 s OH exposure; (6) the mass ratio of seed particles to precursor gas has a significant effect on the amount of SOA formed; and (7) during measurements of SA production when sampling ambient air in Riverside, the mass concentration of SA formed in the reactor was an average of 1.8 times that of the ambient aerosol at the same time.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».