大气污染控制工程第三章大气污染气象学
内科大大气污染控制工程课件第3章 大气污染气象学
主要气象要素
3．气湿
➢ 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量 ➢ 相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气
的绝对湿度的百分比 ➢ 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 ➢ 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 ➢ 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度
主要气象要素
3．气湿
主要气象要素
云状:卷云（线）,积云（块）,层云（面),雨层云(无定形）
云
低 云 （ 米 以 下 ）
2500
高云（5000m以上）
中 云 （ 2500-5000m ）
主要气象要素
6．能见度
正常视力的人，在天空背景下能看清的水平距离 级别（0~9级，相应距离为50～50000米）
第二节 大气的热力过程
一.太阳、大气和地面的热交换
T0 P0
P0
位温:各高度均把压力换算为1000mb(10kPa)时的温度（绝热）
T (1000) RCp T (1000)0.288
P
P
气温的垂直分布（温度层结）
气温的垂直分布－温度层结
T
z
>0， ＝ d ， ＝0 ， <0 ，
正常分布层结 中性层结（绝热直减率） 等温层结 逆温层结
Ozone layer
大气圈垂直结构
➢ 对流层（～10km左右）
➢ 集中了大气质量的3/4和全部的水蒸气，主要天 气现象都发生在这一层
➢ 温度随高度的增加而降低，每升高100m平均降 Leabharlann 0.650C➢ 强烈对流作用
➢ 温度和湿度的水平分布不均
大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦 作用明显
➢ 气温随高度升高而迅速降低 ➢ 对流运动强烈
大气污染控制工程幻灯片
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• 3.2.5 烟流形状与大气稳定度 的关系
• 波浪型（不稳） • 锥型（中性or弱稳） • 扇型（逆温） • 爬升型（下稳，上不
稳） • 漫烟型（上逆、下不
稳）
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3.3 大气的运动和风
• 3.3.1 引起大气运动的作用力
直接作用力
重力 水平气压梯度力（垂直上与重力基本平衡）
间接作用力
很厚的气层下沉 压缩变扁 顶部增温比底部多
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• 3）平流逆温：暖空气平流到冷地面上而形成 • 4）湍流逆温：低层空气的湍流混合形成
d 下层湍流混合达 d 上层出现过渡层 逆温
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• 5）锋面逆温：冷暖空气团相遇时，由于在锋面温差过
大所形成。
冷、暖气团相遇 暖气上爬，形成锋面
冷暖间逆温
• 能见度表示了大气清洁、透明的程度或大气的混浊程度。 能见度的观测值通常分为10级。
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3.2 大气的热力过程
3.2.1 太阳、大气和地面的热交换 太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量 太阳辐射加热地球表面 地面长波辐射加热大气 近地层大气温度随地表温度变化
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3.2.2 气温的垂直变
5）若气温随高度增加而递减，γ为正值，反 之为负值。
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6）温度层结：用以表示气温沿高度变化 的曲线。
大气的温度层结分四种类型：
(1)γ>γd，正常分布层结(递减层结)，气 温随高度增加而递减；
(2)γ=γd，中性层结，气温直减率接近1K /100m；
(3)γ=0，等温层结，气温不随高度变化； (4)γ<0，逆温，气温随高度增加而增加。
1）大气的绝热过程与泊松方程
T/T0=(P/P0)0.288
大气污染控制第三章 大气污染气象学
∵ U = H－PV 全微分 dU = dH－PdV－VdP
∴ dq = dH－VdP = CPdT－VdP (dH = CPdT )
对单位质量的空气， V
RT
，故
P
dq
CPdT
RT
dP P
式中：CP = 996.5J/kg.K，R = 287J/kg.K
对于绝热过程：dq = 0，则
dT R dP T CP P
u 3.02 F 3 ( km/h)
5. 能见度 在当时天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中看到或辨
认出的目标物的最大水平距离 (m) 。 能见度大小反映了大气透明度或混浊程度。
6. 云：
云是发生在高空的水汽凝结现象。 ⑴ 云的分类 高云：5000m以上，由水晶组成，云体成白色，有蚕丝般光泽，
几乃至几十度。 ⑵ 由于气流运动受地面摩擦的影响，故风速随高度增加而增大。 ⑶ 大气上下有规则的对流和无规则的湍流运动都比较盛行，水气也比较充
足。 直接影响污染物的传输、扩散和转化。
二、气象要素
表示大气状态和物理现象的物理量。 1. 气温
指离地面1.5m高处百叶箱中观测到的空气温度。 2. 气压
指大气压强。气象上气压的单位为毫巴 (mb)。 1mb = 1000dyn/cm2 = 100 Pa
也慢。可见云和强风可抑制辐射逆温出现。
2.下沉逆温 下沉逆温范围广、厚度大、持续时间长，在离地数百米至数千
米的高空都可能出现。在冬季，下沉逆温与辐射逆温相结合，形成 很厚的逆温层。
3.平流逆温 当暖空气平流到冷地面时，下层空气受地面影响大，降温多，上层空气
降温少，故形成逆温。 当暖空气平流到低地、盆地内积聚的冷空气上面时，也可形成平流逆温。
大气污染控制工程_第三章_大气污染气象学解读
中间层（平流层顶～85km）
气温随高度升高而迅速降低 对流运动强烈
一、大气圈垂直结构
暖层（中间层顶～800km）
气温随高度升高而增高 气体分子高度电离－电离层
散逸层（暖层以上)
气温很高，空气稀薄 空气粒子可以摆脱地球引力而散逸
Sinks
污染源
工业 交通 生活 ……
大气中迁移、扩散
受体
气象条件
风向、风速 大气湍流 气温垂直分布 大气稳定度 ……
大气污染系统与途径
人群 其他生物体 ……
Meteorology for Air Pollution
大气污染气象学
——研究大气运动与大气中污染物相互 作用的学科
大气科学 环境科学
大气物理、化学…… 大气气象学…… 污染气象学 (1)各种气象条件对大气污染物的传输与扩散作用
z
二、主要气象要素 3、气 湿
绝对湿度：1m3湿空气中含有的水汽质量 相对湿度：空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的
绝对湿度的百分比 含湿量：湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 水汽体积分数：水汽在湿空气中所占的体积分数 露点：一定气压下空气达到饱和状态时的温度
ห้องสมุดไป่ตู้
4、风向、风速
二、主要气象要素
当气块去掉外力时
气块减速，有返回趋势，稳定 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性
污染物在大气中的扩散与大气稳定度有密切关系
三、大气稳定度
2、大气稳定度的判别
定量判断:
气块： pi vi Ti 环境： p v T
（单位体积块）加速度 a g( i ) ，
《大气污染控制工程》复习提纲
《大气污染控制工程》复习提纲第一章概论1.与大气、大气污染、大气污染物、全球性环境问题相关的名词术语；2.与大气污染控制相关的环境质量标准、污染物排放标准的内容、使用方法。
第二章燃烧与大气污染1.影响燃烧过程的主要因素；2.理论空气量、理论烟气量、实际空气量、实际烟气量含义及计算，烟气中污染物浓度的计算；3.燃烧发热量的含义、燃烧设备的热损失；4.工况与标况（273K、101325Pa）烟气体积与密度的换算。
第三章大气污染气象学1.大气圈的垂直结构及各层主要特点；2.主要气象要素的含义；3.温度层结的种类及判断；4.大气稳定度的判断方法；5.逆温的种类以及烟流形状与大气稳定度的关系；6. 指数律风速廓线模式计算一定高度处平均风速。
第四章大气污染物扩散模式1.利用高架连续点源扩散模式估算污染物地面浓度；2.利用Holland公式计算烟气抬升高度，有效源高的计算；3.我国国家标准中规定的扩散参数的确定方法。
第五章颗粒污染物控制技术基础1.与单个颗粒物粒径、粒径分布有关的名词术语；2.粉尘各物理性质的含义及其应用；3.评价净化装置性能的技术指标（处理气体流量、净化效率、压力损失）及其计算。
第六章除尘装置各种除尘器的除尘机理、特点、设计计算方法（包括除尘器的设计、压力损失计算、除尘效率计算），特别是电除尘器与袋式除尘器的相关内容。
第七章气态污染物控制技术基础1.气体吸收、吸附和催化的含义、基本原理和过程；2.常用吸收剂、吸附剂和催化剂的特性、选择；第八章硫氧化物的污染控制1.流化床燃烧脱硫；2.高浓度二氧化硫尾气的回收与净化；3.低浓度SO2烟气脱硫方法分类、主要脱硫工艺的原理、特点第九章固定源氮氧化物污染控制1.燃烧过程中生成氮氧化物的种类，控制氮氧化物形成的措施；2.SCR、SNCR脱硝工艺的原理、特点、条件、操作关键。
第十三章净化系统的设计1.净化系统组成及系统设计的基本内容；2.集气罩的基本类型；3.管道系统压力损失计算；4.管道系统布置。
大气污染控制工程(第3版普通高等教育十一五国家级规划教材)第三章复习题
第三章大气污染气象学一、名词解释大气圈，大气圈垂直结构，大气边界层，自由大气，空气相对湿度，大气绝热过程，干绝热直减率，位温，大气稳定度，热岛效应二、填空1、根据气温在垂直于下垫面方向上的分布，可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
2．大气温度随高度增加而降低，每升高100米，平均降温约0.65℃。
而干空气块（或未饱和的湿空气块）的干绝热直减率是1k/100m 。
3．大气成分的垂直分布，主要取决于分子扩散和湍流扩散的强弱。
在80－85km以下的大气层中，以湍流扩散为主，大气的主要成分氮和氧的组成比例几乎不变，称为均质大气层。
在该层以上的大气层中，以分子扩散为主。
气体组成随高度变化而变化，称为非均质层。
4．根据自然现象将风力分为13个等级（0～12级），那么当风力等级为4级风时的风速是km/h。
5．云是表示大气状态的一个重要气象要素，从污染扩散的角度看，主要关心的是云量和云高。
云量记录时，一般总云量和低云量以分数的形式记入观测记录。
总云量作分子，低云量作分母。
6．气温沿垂直高度的分布称为温度层结，主要有四种类型:：递减层结，中性层结，等温层结，逆温。
7、根据逆温生成的过程，可将逆温分为辐射逆温、下沉逆温、平流逆温、湍流逆温。
8．高架点源排放烟流形状和特点与大气稳定度有密切关系。
典型的烟流形状有波浪型、锥形、扇型、屋脊型、熏烟型。
9．大气的运动是在各种力的作用下产生的。
作用于大气的力有气压梯度力、重力、地转偏向力、摩擦力和惯性离心力。
10．平均风速随高度的变化称为风速廓线。
根据湍流半经验理论推导出的两种风速廓线模式是对数律风速廓线模式和指数律风速廓线模式。
三、简答1、对流层的主要特征是什么？2、简述太阳、大气和地面的热交换过程。
？3、简述大气稳定度的判别过程。
4．简述辐射逆温和下沉逆温的形成机理。
5．简述海陆风和山谷风的形成过程。
四，计算1．根据指数律风速廓线模式推算不同高度处的平均风速。
大气污染控制技术第三章习题及答案
《大气污染控制技术》习题三 第三章 大气污染气象学3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000 hPa ，登山到达某高度后又测得气压为500 hPa ，试问登山运动员从山脚向上爬了多少米？ 解：由气体静力学方程式，大气中气压随高度的变化可用下式描述：dP g dZ ρ=-⋅ （1）将空气视为理想气体，即有m PV RT M =可写为 m PMV RTρ==（2） 将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：dP gM dZ P RT=- 假定在一定范围内温度T 的变化很小，可以忽略。
对上式进行积分得：ln gMP Z C RT =-+ 即 2211ln ()P gM Z Z P RT =--（3） 假设山脚下的气温为10。
C ，带入（3）式得：5009.80.029ln10008.314283Z ⨯=-∆⨯ 得 5.7Z km ∆= 即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km 。
3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率：105.1-γ，3010-γ，5030-γ，305.1-γ，505.1-γ，并判断各层大气稳定度。
解：d m K z T γγ>=---=∆∆-=-100/35.25.1102988.297105.1，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/5.110308.2975.2973010，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/0.130505.2973.2975030，不稳定d m K z Tγγ>=---=∆∆-=-100/75.15.1302985.297305.1，不稳定d m K zTγγ>=---=∆∆-=-100/44.15.1502983.297505.1，不稳定。
3.3 在气压为400 hPa 处，气块温度为230K 。
若气块绝热下降到气压为600 hPa 处，气块温度变为多少？ 解：288.00101)(P PT T =， K P P T T 49.258)400600(230)(288.0288.00101===解：由《大气污染控制工程》P80 （3－23），m Z Z u u )(11=，取对数得)lg(lg 11Z Zm u u =设y u u=1lg ，x Z Z =)lg(1，由实测数据得由excel 进行直线拟合，取截距为0，直线方程为：y=0.2442x故m ＝0.2442。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
(完整版)大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版
大气污染控制工程课后答案（第三版） 主编：郝吉明 马广大 王书肖目录第一章 概 论第二章 燃烧与大气污染 第三章 大气污染气象学 第四章 大气扩散浓度估算模式 第五章 颗粒污染物控制技术基础 第六章 除尘装置第七章 气态污染物控制技术基础 第八章 硫氧化物的污染控制 第九章 固定源氮氧化物污染控制 第十章 挥发性有机物污染控制 第十一章 城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为： SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
《大气污染物控制工程》大气污染气象学
中间层
50 km -3oC
平流层
20 km
-83oC -53oC
O3
对流层
15oC 27oC
地球
同温层顶
四、高层大气
中间层(平流层顶～85 km)
气温随高度升高而迅速降低 对流运动强烈
800 km散逸层
暖层
-83oC 80 km
中间层
50 km -3oC
平流层
20 km
风速
< 2 m/s 2 ~ 4 m/s
4 ~ 8 m/s > 8 m/s S
五、云况 云：漂浮在空中的水汽凝结物 云高：指云底距地面的垂直距离，以米为单位 测定方法：激光测云仪、弧光测云仪等，目力测定法
高云（5000 m以上）
中云（2500-5000 m）
低云（2500 m以下）
五、云况
云量：指云遮蔽天空的成数。
一、气温
表示大气温度高低的物理量，反映一定条件下空气分子 平均动能大小
单位：摄氏(℃)、华氏(℉)、开尔文(K)、兰氏(R)
oC 5 ( oF 32) 9
气温与大气污染的关系：
气温决定光化学反应速率
K oC 273.15 oF 9 oC 32
5
气温的垂直分布决定扩散条件
三、平流层(Stratosphere)
高度范围：对流层顶～50-55 km
臭氧层：集中了大部分臭氧，
在20-25 km高度达到最大值
同温层：对流层顶 ~ 25-35 km，
气温-53~-83℃左右
逆温层：同温层以上，气温随
高度增加而增加 没有对流运动，污染物停留时间很长
800 km散逸层
大气污染控制工程(郝吉明版) 课后习题答案：Unlock-3
dP = −g ρ ⋅dZ （1）
将空气视为理想气体，即有
PV = m RT 可写为 ρ = m = PM （2）
M
V RT
将（2）式带入（1），并整理，得到以下方程：
dP gM = − dZ
P RT
假定在一定范围内温度 T 的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得：
gM ln P = − Z + C
=
−0.72K
/
100m
，故γ
2
= −G2
= 0.72K / 100m < γ d ，稳定；
G3
=
∆T3 ∆z3
=
8.9 −15.6 580
= −1.16K
/100m ，故γ 3
= −G3
= 1.16K / 100m
> γ d ，不稳定；
G4
=
∆T4 ∆z4
=
5.0 − 25.0 2000
= −1K / 100m ，故 γ 4
放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高
度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。
测定位置 2
3
4
5
6
7
8
9
10
气温/。C 9.8
12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6
0.8
气压/hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700
=
3.33m / s
u5
=
u
0
(
Z Z
5 0
) 0.15
=
2 × ( 400) 0.15 10
郝吉明第三版大气污染控制工程课后答案完整版(2020年7月整理).pdf
1 − 1.493 %
烟气量 SO2：0.002mol，CO2：0.285+0.007+0.05=0.342mol，N2：0.223 × 3.78+0.524=1.367mol ， H2O0.002+0.126+0.014+1.298 × 1.493%+0.004=0.201mol
1.50 10 −4 22.4 10 −3
= 6.70 10 −3 mol / mN3 。
2）每天流经管道的 CCl4 质量为 1.031×10×3600×24×10－3kg=891kg
2
2
1.4 成人每次吸入的空气量平均为 500cm3，假若每分钟呼吸 15 次，
空气中颗粒物的浓度为 200 g /m3，试计算每小时沉积于肺泡内的颗
100
2%： 960 2% = 19.59mL ，7%： 960 7% = 72.26mL
98%
93%
1）最初 CO 水平为 0%时 t = 72.26 = 172.0 min ；
4.2 10 −4 103
2）最初 CO 水平为 2%时
t
=
72.26 −19.59 4.2 10 −4 103
= 125.4 min
故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol
2.5 干烟道气的组成为：CO211%（体积），O28%，CO2%，SO2120×10－6 （体积分数），颗粒物 30.0g/m3（在测定状态下），烟道气流流量在
大气污染控制工程参考答案
第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
《大气污染控制工程》第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式
变平阶段:在环境湍流作用下，烟流继续扩散膨胀并随风飘移的。
烟囱高度的计算
计算方法2:按地面绝对最大浓度计算
Cmax
2q ( z uH 2e y
)
（4-10）Cmax
u
H H (3 21) Cmax
的技术方法》
（P点源排放控制系数，表4-9,4-10）
二、烟囱设计中的几个问题
对于设计的高烟囱（大于200m），若所在地区上部逆温 出现频率较高时，则应按有上部逆温的扩散模式（封闭型 或熏烟型模式）校核地面污染物浓度
烟气抬升公式的选择也是烟囱设计的重要一环 优先采用国家标准中的推荐公式
气象参数的选取 多年平均值；某一保证频率的值
1. 大气稳定度的概念 指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。
定性理解：
外力使气块上升或下降 气块去掉外力
气块减速，有返回趋势，稳定 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性
不稳定条件下有利于扩散
大气稳定度与烟流 型的关系
波浪型（不稳） 锥型（中性or弱稳） 扇型（逆温） 爬升型（下稳，上
考虑地面轴线浓度模式
c(x,
y,
z,
H
)
q
u y
z
exp(
H2
2
2 z
)
上式，x增大，则 、y 增z 大，第一项减小，第二 项增大，必然在某x 处有最大值
第三章 大气污染气象学 第四章大气扩散浓度估算模式
扩散的要素
水平方向：风（平流输送）为主 垂直方向：湍流（脉动风速） 风速越大，湍流越强，大气污染扩散速度越快
第三版大气污染控制工程课后答案
大气污染控制工程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章 概 论1.1 干结空气中N 2、O 2、Ar 和CO 2气体所占的质量百分数是多少？ 解：按1mol 干空气计算，空气中各组分摩尔比即体积比，故n N2=0.781mol ，n O2=0.209mol ，n Ar =0.00934mol ，n CO2=0.00033mol 。
质量百分数为%51.75%100197.2801.28781.0%2=⨯⨯⨯=N ，%08.23%100197.2800.32209.0%2=⨯⨯⨯=O ；%29.1%100197.2894.3900934.0%=⨯⨯⨯=Ar ，%05.0%100197.2801.4400033.0%2=⨯⨯⨯=CO 。
1.2 根据我国的《环境空气质量标准》的二级标准，求出SO 2、NO 2、CO 三种污染物日平均浓度限值的体积分数。
解：由我国《环境空气质量标准》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：SO2：0.15mg/m 3，NO2：0.12mg/m 3，CO ：4.00mg/m 3。
按标准状态下1m 3干空气计算，其摩尔数为mol 643.444.221013=⨯。
故三种污染物体积百分数分别为：SO 2：ppm 052.0643.44641015.03=⨯⨯-，NO 2：ppm 058.0643.44461012.03=⨯⨯- CO ：ppm 20.3643.44281000.43=⨯⨯-。
1.3 CCl 4气体与空气混合成体积分数为1.50×10－4的混合气体，在管道中流动的流量为10m 3N 、/s ，试确定：1）CCl 4在混合气体中的质量浓度ρ（g/m 3N ）和摩尔浓度c （mol/m 3N ）；2）每天流经管道的CCl 4质量是多少千克？解：1）ρ（g/m 3N ）334/031.1104.221541050.1N m g =⨯⨯⨯=-- c （mol/m 3N ）3334/1070.6104.221050.1N m mol ---⨯=⨯⨯=。
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2020/8/11
大气扩散
第3章 大气污染气象学
大气扩散
源
受体
酸雨越境转移（日本、南朝鲜……）
大气科学
大气物理、化学……
大气气象学…… 气象条件对污物的稀释、扩散作用
污染气象学……
污染物对气象的影 响
第3章 大气污染气象学
§1大气圈结构及气象要素
➢一、大气圈垂
对流层中冷、暖气团相遇
暖气上爬，形成锋面
冷暖间逆温
五、烟流型与大气稳定度的关系
波浪型（不稳） 锥型（中性） 扇型（逆温） 爬升型（下稳，上不稳
）
漫烟型（上逆、下不稳
）
§3大气的运动和风
一、引起大气运动的作用力
直接作用力 间接作用力
二、主要气象要素
3．气湿:空气湿度 反映空气中水汽含量和空气潮湿程度的一个物理量。
常用的表示方法：
➢ 绝对湿度－1m3湿空气中含有的水汽质量(kg) ➢ 相对湿度－空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对
湿度之百分比
➢ 含湿量(比湿)－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量(kg) ➢ 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 ➢ 露点－在一定气压下空气达到饱和状态时的温度。
在波长0.48微米的地方，太阳辐
射的能力达到最高值。
二、气温的垂直变化
1. 大气的绝热过程：某一空气块作垂直运动时与周围空 气不发生热量交换，这样的状态变化过程称为大气的绝 热过程。
（由压力变化引起）
定性
空气块 空气块
膨胀（做功） 耗内 能
T
压缩（外气对它做功） 内能
T
二、气温的垂直变化
定量： 绝热过程中气温的变化完全是由气压变化引起的
气块减速，有返回趋势，稳定 气块加速上升或下降，不稳定 气块停在外力去掉处，中性
不稳定条件下有利于扩散
2.大气稳定度的判据
定量判断
2.大气稳定度的判据
则有 判据：
例题 3.7
逆温 稳定
不稳定 中性 不稳定
逆温
四、逆温
逆温不利于扩散
辐射： 太阳
地球
地球 ：短波 大气吸收长波强
大气层：长波
四、逆温
5、云
低云（2500米以下）
高云（5000m以上）
中云（2500-5000m ）
6、能见度
能见度：在当时的天气条件下，视力正常的人能够从天空背景中
看到或辨认出目标物的最大距离（0~9级，相应距离为50～ 50000米）。
能见度的大小反应了大气的混浊现象，反映出大气中杂质的多少
。大气中的雾、水汽、烟尘等，可使能见度降低。
－升降气流）
风的来向叫风向（16个方位圆周等分）
风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（m/s或 km/h）
F－风力级（0～12级）
(km/h)
风玫瑰图
某地区1988年的风玫 瑰图。同心圆表示风的频 率，例如，吹南风的频率 约为11％，其中风速大于 10.82m/s的频率约为1％ ，风速在3.35～5.41m/s的 频率为3.5%左右。
二、主要气象要素
4.风向和风速（wind speed and direction)
➢ 什么是风？空气的流动就形成风。 ➢ 风的形成：风主要由于气压的水平分布不均
匀而引起的，而气压的水平分布不均是由温 度分布不均造成。
二、主要气象要素
4．风向和风速
水平(horizontal)方向的空气运动称为风（垂直方向
1.辐射逆温：地面白天加热，大气自下而上变暖； 地面夜间变冷，大气自下而上冷却
辐射逆温的生消过程
四、逆温
2.下沉逆温 （多在高空大气中）
很厚的气层下沉 压缩变扁 顶部增温比底部多
四、逆温
3.平流逆温：暖空气平流到冷地面上而形成
4.湍流逆温 下层湍流混合达
上层出现过渡层 逆温
四、逆温
5.锋面逆温
风速,m/s
5、云
云：漂浮在空中的水汽凝结物。 云量：指云遮蔽天空的成数。在我国，将天空分为10等份，
有几分天空被云遮盖，云量就是几。如：碧空无云，云量 为0；阴天云量为10；云占天空的1/10，云量记为1。 国外，将天空分为8等份。国外云量×1.25=我国云量 云高:云底距地面底高度
低云（2500m以下） 中云（2500-5000m） 高云（5000m以上） 总云量：指所有云遮蔽天空的成数，不论云的层次和高度。 低云量：低云的云掩盖天空的成数。 云量的记录：观测中以总云量/低云量的形式记录，如10/7。
直结构
二、主要气象要素
▪ 气象要素（因子）： 表示大气状态的物理现象和物理量，气象学中统称为～。
▪ 与大气污染关系密切的气象要素主要有： 气温 气压 空气湿度（气湿） 风（风向、风速） 云量 能见度 蒸发、日照时数、太阳辐射、地面辐射、大气辐射等。
二、主要气象要素
1．气温 表示大气温度高低的物理量。 天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。
Cp——干空气的定压比热，1005 J/kg/K g——重力加速度，9.81 m/s2
.气温的垂直分布（温度层结）
气温直减率
单位高度气温的变化
温度层结：气温沿垂直高度的分布曲线 或递减层结
三、大气稳定度
1.大气稳定度的概念
定义：大气在垂直方向上稳定的程度，即是否容易对流
定性描述：
外力使气块上升或下降 气块去掉外力
摄氏温度 热力学温度 华氏温度
二、主要气象要素
2．气压 即大气的压强。任一点的气压值等于该地单位面积 上的大气柱重量。 气压总是随高度的增加而降低的。 据实测，近地层高度每升高100米，气压平均降低约 12.4毫巴（1mb=100Pa=1hPa) ，在高层小于此值 。 单位：mb（毫巴） 1atm＝101325Pa＝1013.25mb=760mmHg
课后 3.3
T0,T——气块升降前后的温度，K P0,P——气块升降前后的压力，hPa R——干空气的气体常数，287.0 J/kg/K Cp——干空气的定压比热，1005 J/kg/K
二、气温的垂直变化
2. 干绝热直减率：干空气块(包括未饱和湿空气块)绝热 上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值。
第二节 大气的热力过程
➢ 一、太阳、大气和地面的热交换
• 太阳以紫外线、可见光、红外线的形式辐射热量 • 太阳辐射加热地球表面 • 地面长波辐射加热大气 • 近地层大气温度随地表温度变化
太阳辐射光谱
太阳辐射的能量主要分布在可见光
区和红外区
可见光区占太阳辐射总量的50％
红外区占43％
紫外区只占能量的7％