大气扩散浓度估算模式.pdf

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1、-第四章第四章 大气扩散浓度估算模式大气扩散浓度估算模式4.14.1 污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为H，污染源到峭壁的距离为 L，峭壁对烟流扩散起全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时，这一模式又变成何种形式？解：解：吹南风时以风向为*轴，y 轴指向峭壁，原点为点源在地面上的投影。假设不存在峭壁，则Qy2(z H)2(z H)2有(x,y,z,H)exp(2)expexp222222uyzyzz现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点奉献之和。Qy2(z H)2(z H)2实源1exp(2)expexp222y2z2z2uyzQ(2L y)2(z

2、H)2(z H)2虚源2expexpexp2222222uyzyzzQy2(z H)2(z H)2因此exp(2)expexp+222y2z2z2uyzQy2(2L y)2(z H)2(z H)2=exp(2)expexpexp22222222uyzyyzz刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.24.2*发电厂烟囱高度 120m，内径 5m，排放速度 13.5m/s，烟气温度为 418K。大气温度 288K，大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s。试用霍兰德、布里格斯*=10Hs、国家标准 GB/T1320191 中的公式计算烟气抬升高度。解：解：霍兰德公式H vsDu(1.5 2

3、.7TsTa13.55418 288D)(1.5 2.75)96.16m。Ts4418布里格斯公式QHTsTa2.72.7418 28822v D 13.55 29521kW 21000kWs33T4189.6109.610s11/32/3且*=2100kW，TsTa=130K35K。发电厂位于城市近郊，取n=1.303，n1=1/3，n2=2/34.34.3*污染源排出 SO2量为 80g/s，有效源高为 60m，烟囱出口处平均风速为 6m/s。在当时.z.-的气象条件下，正下风方向 500m 处的y 35.3m,z18.1m，试求正下风方向 500m 处SO2的地面浓度。解：解：由大气污染

4、控制工程P8849得4.44.4 解：解：阴天稳定度等级为 D 级，利用大气污染控制工程P95 表 44 查得*=500m 时y 35.3m,z18.1m。将数据代入式 48 得80502602(500,50,0,60)exp()exp()0.010mg/m3。22635.318.1235.3218.14.44.4 在题 4.3 所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向*=500m、y=50m 处 SO2的地面浓度和地面最大浓度。解：解：阴天稳定度等级为 D 级，利用大气污染控制工程P95 表 44 查得*=500m 时y 35.3m,z18.1m。将数据代入式 48 得805026023

5、(500,50,0,60)exp()exp()0.010mg/m。22635.318.1235.3218.14.54.5*一工业锅炉烟囱高 30m，直径0.6m，烟气出口速度为20m/s，烟气温度为405K，大气温度为 293K，烟囱出口处风速 4m/s，SO2排放量为 10mg/s。试计算中性大气条件下 SO2的地面最大浓度和出现的位置。解：解：由霍兰德公式求得H vsDu(1.5 2.7TsTa200.6405 293D)(1.5 2.70.6)5.84m，烟 囱Ts4405有效高度为H Hs H 30 5.84 35.84m。由大气污染控制工程P89 410、411maxH35.842Q

6、z 25.34m。时，z222uH ey取稳定度为 D 级，由表 44 查得与之相应的*=745.6m。此时y 50.1m。代入上式max21025.343 0.231g/m。2435.84 e50.1334.64.6 地面源正下风方向一点上，测得 3 分钟平均浓度为 3.410 g/m，试估计该点两小时的平均浓度是多少？假设大气稳定度为B 级。解：解：由大气污染控制工程P98 431y2y1(2q20.3)y1()3.02y1当1h 2100h，q=0.310.05.z.-4.74.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m，据估计有机物的总排放量为90g/s。当时风速为3m/

7、s，风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离400m 处，风吹3 到 15 分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午 4：00。试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少？解：解：有限长线源(x,0,0,H)H2P21P2exp(2)exp()dP。P22z122uz2QL首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午 4：00，太阳高度角。3035 左右，属于弱太阳辐射；查表 4-3，当风速等于 3m/s 时，稳定度等级为 C，则 400m处y 43.3m,z 26.5m。其次判断 3 分钟时污染物是否到达受体点。因为测量时间小于 0.5h，所以不必考虑采样 时 间 对 扩 散

8、 参 数 的 影 响。3分 钟 时，污 染 物 到 达 的 距 离x ut 3360 540m 400m，说明已经到达受体点。有限长线源(x,0,0,H)H2P21P2exp(2)exp()dPP122z2uz22QL距 离 线 源 下 风 向4m处，P1=75/43.3=1.732，P2=75/43.3=1.732；QL90g/(ms)0.6g/(ms)。代入上式得15020.62326.51.7321.732(400,0,0,0)P2exp()dp 5.52mg/m3。221端点下风向 P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得4.84.8*市在环境质量评价中，划分面源单元为1

9、000m1000m，其中一个单元的SO2排放量为10g/s，当时的风速为3m/s，风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2的地面浓度。解：解：设大气稳定度为 C 级，y0100015 232.56m,z0 6.98m。4.32.15当*=1.0km，y 99.1m,z 61.4m。由大气污染控制工程P106 4494.94.9*烧结厂烧结机的 SO2的排放量为 180g/s，在冬季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m，地面平均风速为3m/s，混和层内的平均风速为3.5m/s。烟囱有效高度为200m。试计算正下风方向 2km 和 6k

10、m 处 SO2的地面浓度。解：解：设大气稳定度为 C 级。zD H360200 74.42m xD1226.5m2.152.15当*=2km 时，*D*2*D时，y 474m，计算结果说明，在*D=*=162m。实际烟囱高度可取为 170m。0.25烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍，即 uv=1.51.687170=9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在2030m/s。取 uv=20m/s，则有D 4Qvuv4265 4.1m，实际直径可取为 4.0m。204.124.12 试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度.z.-之比值等于 1.38。解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按 P8847HQ4H21.018Q由 P894111exp z22H/222uyz2uyz而地面轴线浓度2max2Qz。2uH ey1.018Q2Qz1.018H2e1.018H2e1.018e因此，1/2/()1.3822H24z2uyzuH ey4()22得证。.z.