Aerosol discharge velocity and particle size characteristics of a low powered e-cigarette by phase Doppler anemometer
Notice bibliographique
Résumé
Electronic cigarettes, also known as e-cigarettes, may have become a tool to improve smoking cessation due to their ability to provide nicotine at a selected rate. However, caution still needs to be taken when using e-cigarettes due to the presence of addictive nicotine and harmful substances, produced from the heating process of aerosolization. The aerosol particle size distribution (PSD) and associated velocities generated by e-cigarettes have significant influence on aerosol deposition in different regions of human respiratory tracts. Due to the importance regarding inhalation risk reduction, deeper understanding of particle velocity and size characteristics of e-cigarettes demands thorough investigation. However, comprehensive study on PSD and velocity of e-cigarettes with a standard testing condition at relatively low heating powers (e.g., power < 10 W), which are beneficial considering a reduced emission of toxic chemicals, is still lacking. On another note, while different dilution methods can mislead the comparison and assessment of device performances, data about particle size and velocity of undiluted e-cigarette aerosols are scarce. The present study aims to measure particle number count and size distribution of undiluted aerosols of a latest fourth-generation e-cigarette at a low power of 2.5 W. Temporal and spatial growth of particle velocity and size distribution of an aerosol flow are examined using a phase Doppler anemometry (PDA) technique. To the authors’ best knowledge, application of PDA in e-cigarette aerosol measurement is rarely reported. Velocity measurement revealed a time duration of optimum heating operation for the atomizer. The centerline mean velocity decay of the aerosol discharge suggested a limited mixing and entrainment characteristic compared to a typical air/water jet due to the presence of aerosol particles in the flow region. The particle interactions and collisions in the aerosol flow field possibly increased the centerline turbulence intensity level compared to a canonical free laminar jet. The particle size measurement depicted a continuous increase in particle diameters during a puff period due to potential volatility of e-liquid, and vigorous aerosolization and particle coagulation processes. Spatial evolution of arithmetic mean diameter, count median diameter, and geometric standard deviation of aerosol discharge along the flow centerline and transverse direction are reported. Based on these results, moisture absorption of hygroscopic aerosols, particle evaporation, and particle size re-distribution phenomena are explained as the flow propagated downstream. This present study makes an important contribution to the advancement and optimization of aerosol-generating devices. Also, this study has potential implications in PSD simulation and validation of aerosol dosimetry models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».