7.5.1 稳态云雾模拟试验装置方案设计
稳态云雾模拟试验装置应能够提供状态稳定、浓度可调的模拟云雾，并能提供可信云雾浓度数值。经过调研发现，国内外尚无符合上述需求的云雾模拟装置。进一步调研发现，爆轰管和烟雾室是功能较为相近的试验设备，本课题组对两者进行功能替代可行性的分析，实际调研的爆轰管（罐）和烟雾试验箱分别如图7-15所示。
图7-15 相关云雾装置（彩图见附录）
（a）水平式云雾爆轰管（罐）；（b）烟雾试验箱
虽然爆轰管（罐）和烟雾试验箱均不能直接作为稳态云雾模拟试验装置，但是其结构和功能设计仍然具有较大的借鉴意义。通过学习借鉴爆轰管（罐）和烟雾试验箱的结构形式以及云雾生成方式，结合前期混合物浓度检测方法调研结果，形成稳态云雾模拟试验装置。
稳态云雾模拟试验装置由基础结构子系统和模拟标定子系统构成。基础结构子系统由罐体、电控、电源和管道系统等构成；模拟标定子系统则包含了高压喷射结构、超声成雾装置和采样称重装置等。试验系统方案如图7-16所示。
图7-16 云雾模拟试验装置系统架构
云雾模拟试验装置整体结构为空心柱状结构，装置底部为可更换式底板，从而适应气固云雾和气液云雾的不同需求。气液模拟云雾经底部喷头直接进入装置试验空间，过程和结构较为简单，不再赘述。气固模拟云雾采用高压喷射方式产生：电气阀控制下，高压气体通过管道接入储料箱，带动储量箱内的模拟燃料运动，经喷头进入试验空间，在气流及重力等因素作用下在试验空间内运动，通过合理设计试验空间长径比和气流速度，可以调节燃料在试验空间内的运动状态，形成稳定模拟云雾，如图7-17所示。
在云雾模拟试验装置中集成了一套基于滤膜采样称重法的大气颗粒物浓度检测装置。该装置由抽气装置、滤膜采样装置等构成，通过人工检测滤膜重量
图7-17 云雾模拟试验装置设计方案
变化来确定检测区域中燃料浓度。该装置需要人工更换滤膜和读取采样值，测速速度较慢，但是测试精度较高，适用于提供精确浓度数据。