大气扩散浓度估算模式38701.pdf

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1、-.z.第四章 大气扩散浓度估算模式 4.1 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：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，则有2)(exp2)()exp2exp(2),(222222zzyzyHzHzyuQHzyx 现存在峭壁，可考虑为实源与虚源在所关心点奉献之和。实源2)(exp2)()exp2exp(22222221zzyzyHzHzyuQ 虚源2)(exp2)(exp2)2(exp2222222

2、2zzyzyHzHzyLuQ 因此2)(exp2)()exp2exp(2222222zzyzyHzHzyuQ+=2)(exp2)(exp2)2(exp)2exp(222222222zzyyzyHzHzyLyuQ 刮北风时，坐标系建立不变，则结果仍为上式。4.2*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：霍兰德公式 mDTTTuDvHsass16.96)54182884187.25.1(45

3、5.13)7.25.1(。布里格斯公式 kWkWDvTTTQssasH210002952155.13418288418106.97.2106.97.22323且*=2100kW，TsTa=130K35K。发电厂位于城市近郊，取 n=1.303，n1=1/3，n2=2/3 4.3*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mmzy1.18,3.35，试求正下风方向 500m 处SO2的地面浓度。解：由大气污染控制工程P8849得 4.4 解：阴天稳定度等级为 D 级，利用大气污染控制工程P95 表

4、 44 查得*=500m 时mmzy1.18,3.35。将数据代入式 48 得 32222/010.0)1.18260exp()3.35250exp(1.183.35680)60,0,50,500(mmg。4.4 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：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mmzy1.18,3.35。将数据代入式 48 得 32222/010.0)1.18260exp()3.35250exp(1.183.35680)60,0,50,500(mmg。

5、4.5*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：由霍兰德公式求得 mDTTTuDvHsass84.5)6.04052934057.25.1(46.020)7.25.1(，烟囱有效高度为mHHHs84.3584.530。由大气污染控制工程P89 410、411 yzeHuQ2max2时，mHz34.25284.352。取稳定度为 D 级，由表 44 查得与之相应的*=745.6m。此时my1.50。代入上式3

6、2max/231.01.5034.2584.354102mge。4.6 地面源正下风方向一点上，测得 3 分钟平均浓度为 3.4103g/m3，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：由大气污染控制工程P98 431 13.01121202.3)05.02()(yyqyy当hh10012，q=0.3-.z.4.7 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/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

7、的一个端点的下风浓度是多少？解：有限长线源dPPHuQHxPPzzL)2exp(21)2exp(22),0,0,(22221。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mmzy5.26,3.43。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 参 数 的 影 响。3分 钟 时，污 染 物 到 达 的 距 离3 3 60540400 xutmm ，说明已经到达受体点。有限长线源dPPHuQHxPPz

8、zL)2exp(21)2exp(22),0,0,(22221 距 离 线 源 下 风 向4m处，P1=75/43.3=1.732，P2=75/43.3=1.732；)/(6.0)/(15090smgsmgQL。代入上式得 3732.1732.12/52.5)2exp(215.26326.02)0,0,0,400(mmgdpP。端点下风向 P1=0，P2=150/43.3=3.46，代入上式得 4.8*市在环境质量评价中，划分面源单元为 1000m1000m，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

9、元北面的邻近单元中心处 SO2的地面浓度。解：设大气稳定度为 C 级，mmzy98.615.215,56.2323.4100000。当*=1.0km，mmzy4.61,1.99。由大气污染控制工程P106 449 4.9*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 6km 处 SO2的地面浓度。解：设大气稳定度为 C 级。mxmHDDz5.122642.7415.220036015.2 当*=2km 时，*D*2*D时，my4

10、74，3/120.04743605.32180mmg 计算结果说明，在*D=*=162m。实际烟囱高度可取为 170m。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=1.51.6871700.25=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 muQDvv1.42026544，实际直径可取为 4.0m。4.12 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 P8847 zyzyuQHHuQ2018.12/24exp1 222 由 P894112Hz 而地面轴线浓度yzeHuQ2max22。因此，38.12018.1)2(4018.14018.1)2/(2018.1/2222221eHeHeHeHuQuQzyzzy 得证。