第04章 大气污染浓度估算模式ppt课件.ppt

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1、第四章大气污染物扩散模式1.湍流扩散的基本理论2.高斯扩散模式3.污染物浓度的估算方法4.特殊气象条件下的扩散模式5.城市及山区的扩散模式6.烟囱高度设计4.1湍流扩散的基本理论湍流的基本概念湍流——大气的无规则运动湍流起因与两种形式机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度热力：温度垂直分布不均（不稳定）湍流扩散的特点湍流扩散比分子扩散快105～106倍风：平流输送为主，风大则湍流大湍流扩散理论主要阐述湍流与烟流传输过程中污染物浓度衰减的变化关系1.梯度输送理论类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比2.湍流统计理论泰勒－图4-1萨顿实用模式高斯模式:正态

2、分布4.2高斯扩散模式高斯模式的有关假定坐标系右手坐标，y为横风向，z为垂直向四点假设a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布b．全部高度风速均匀稳定c．源强是连续均匀稳定的d．扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）高斯扩散模式高斯扩散模式的坐标系无界空间连续点源扩散模式由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布方差的表达式由假定d源强积分式（单位时间物料守恒）212s=未知数：浓度c，待定函数A(x)，待定系数a,b（p，待定函数A(x)，待定系数a,b（）四个方程式有四个未知数，故方程式可解。积分，可以解出四个未知数：得到高斯模式（4－6）δy—侧向扩散参数，污染物

3、在y方向分布的标准偏差，是距离y的函数，m；δz—竖向扩散参数，污染物在z方向分布的标准偏差，是距离z的函数，m；高斯烟流的形态高架连续点源扩散模式镜像全反射---->像源法实源的贡献：像源的贡献：（4－7）高架连续点源扩散模式（1）地面浓度模式：上式中，z=0，地面浓度：（4－8）（2）地面轴线浓度模式：（X轴上浓度）上式中，y=0，z=0，（4－9）（3）地面最大浓度及位置：考虑地面轴线浓度模式是距离X函数，上式对X取偏微分是对x微分，令，得：假定代入上式（4－11）（4－10）前面介绍:无界空间连续点源扩散模式地面连续点源扩散模式高架连续点源扩散模式地面连续点

4、源扩散模式：（由4－7式，令H=0得到）相当于无界源的2倍（镜像垂直于地面，源强加倍）（4－7）（4－12）颗粒物扩散模式粒径小于15μm的颗粒物可按气体扩散计算大于15μm的颗粒物：倾斜烟流模式地面反射系数（4－13）4.3污染物浓度的估算q源强计算或实测平均风速多年的风速资料H有效烟囱高度、扩散参数1.烟气抬升高度的计算初始动量：速度、内径烟气温度：浮力烟气抬升烟气抬升高度的计算抬升高度计算式（1）霍兰德（Holland）公式：适用于中性大气条件（修正：稳定时减小10％～20％，不稳时增加10％～20％）Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的

5、情况下，偏差较大，适用于中小型烟源。烟气抬升高度的计算（2）布里格斯（Briggs）公式：适用不稳定及中性大气条件烟气抬升高度的计算（3）我国“制订地方大气污染物排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)中的公式某发电厂烟囱高度120m，内径5m，排烟速度13.5m/s，烟气温度418K。大气温度288K，大气为中性层结，源高处的平均风速为4m/s。用Holland、Briggs（x10Hs）和国家标准GB/T13201-91中的公式计算烟气抬升高度。补充例题：解：（1）利用Holland公式：（2）利用Briggs公式计算热释放速率：而且x10Hs，因此：（

6、3）利用国家标准（GB/T13201-91）中规定的方法：因为QH>21000kW,且（Ts-Ta）>35K，所以取城市近郊区的值。则：可见，不同公式的计算有相当大的差别。Holland公式的计算结果明显偏小，Briggs公式的结果最大。2.扩散参数的确定P－G扩散曲线法P－G曲线:Pasquill常规气象资料估算和Gifford制成图表扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用根据常规资料确定稳定度级别扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用利用扩散曲线确定和扩散参数的确定－P－G曲线法P－G曲线的应用地面最大浓度估算表4-4帕斯奎尔曲线的和值(m)补充：例

7、题某化工厂投产后，烟气中SO2排放量8×104mg/s，排气筒高度50m。平均烟气抬升高度10m，风速4m/s，试预测距地面10m，大气稳定度D级①设排气筒下风向500m，距排气筒平均风向轴线水平垂直距离50m处一个点所增加SO2浓度。②对下风向500m的点浓度贡献。解：①计算排气筒距地面几何高度50m处风速P80查表3－3，大气稳定度D级,城市由下风向距离500m，稳定度D级，计算②下风向500m点浓度贡献：扩散参数的确定－中国国家标准规定的方法稳定度分类方法改进的P－T法太阳高度角（书97页式4-29，地理纬度，倾角）辐射等级稳定度云量（加地面风速）扩散参数