烟气抬升高度计算公式

气象与大气扩散02

0.00983/8
dTa/dz为排放源高度以上气温直减率，取值不得小于0.01K/m。
二、烟气抬升高度的计算
例题某城市火电厂烟囱高度100m，出口内径5m。出口烟气流速12.7m/s，温度140℃，流量250m3/s。烟囱出口处平均风速4m/s，大气温度20℃，当地气压 978.4hPa，试确定烟气抬升高度及有效源高。
u u1( Z )m Z1
n1
n2
1/3
2/3
1/3
2/3
3/5
2/5
3/5
2/5
二、烟气抬升高度的计算
➢烟气抬升高度计算公式
（3）我国“制订地方排放标准的技术方法”(GB/T1320191)中的公式
② 当1700kW<QH<2100kW时：
H
H1
H2
H1
QH
1700 400
H1
2(1.5vsD 0.01QH u
二、烟气抬升高度的计算
➢烟气抬升高度计算公式（2）布里格斯(Briggs)公式：适用不稳定及中性大气条件
① 当QH>20920kJ/s：
x<10Hs x>10Hs
H 0.362 QH1/3 x2/3 u 1
H
1.55QH1/
3
H
2 s
/
3
u 1
② 当QH<20920kJ/s：
x<3x* x>3x*
高斯扩散模式
➢高架连续点源扩散模式
实源 H
H 虚源
有效源高 H=Hs+△H
P(x,y,z) Z-H
Z+H
Z
反射区
高架连续点源扩散模式

烟气抬升公式及计算方法

烟气抬升公式1.有风（U 10≥1.5m/s ），中性和不稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H （m ）（1）当烟气热释放率Q h 大于或等于是2100KJ/s ，且烟气温度与环境温度的差值△T 大于或等于35K 时，△H 采用下式计算：121-=∆U H Q n H n nh osh T TQ P Q ∆=υα35.0式中： n o ----烟气热状况及地表系数，见下表； n 1----烟气热释放率指数，见下表；n 2----排气筒高度指数，见下表； Q h ----烟气热释放率，KJ/s ；H ----排气筒距地面几何高度，m ，超过去240m 时，取H =240m ；P a ----大气压力，KP a ，如无实测值，可取邻近气象台（站）季或年平均值；Q v----实际排烟率，m 3/s ； △T ----烟气出口温度与环境温度差，αT T T s -=∆，K ； T s ----烟气出口温度，K ；T a ----环境大气温度，K ，如无实测值，可取邻近气象台（站）季或年平均值；U ----排气筒出口处平均风速，m/s ，如无实测值，可用幂（2）当1700 kJ /s ＜Q h ＜2100KJ/s 时，()4001700121-∆H -∆H +∆H =∆H h Q()()U Q U Q D V h h s /1700048.0/01.05.121--+=∆H 式中： V s ----排气筒出口处烟气排出速度，m/s ；D ----排气筒出口直径，m ； △H 2----按（1）方法计算，n o 、n 1、n 2按表5中Q h 值较小的一类选取；Q h 、U ----与（1）中的定义相同。

（3）当Q h ≤1700kJ/s 或者△T ＜35K 时， ()U Q D V H h s /01.05.12+=∆ 2.有风（U 10≥1.5m/s ），稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H(m)3/13/13/10098.0--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆U dZ dT Q H h α式中，dZ dT α为烟囱几何高度以上的大气温度梯度，K/m 。

污染气象学06烟流抬升高度

uz
u10
(z 10
)m
12
作业
设 y ax, z bx 试导出高架源地面轴线最大浓度及出现距离的表达式，并讨论：（1）源强Q增大为2Q，地面轴线最大浓度及出现距离的变化。（2）有效源高H增大为2H，地面轴线最大浓度及出现距离的变化。
13
作业
某排放源年烧煤15万吨，该煤含硫量为3%，燃烧效率为80%，年生产300天。烟囱高度为30m烟囱出口内径为1.0m烟气出口速度为5m/s,出口烟气温度为122℃。已知当地年平均风速为3m/s,年平均温度为22℃，试求源强Q，烟流抬升高度Δh （注：风速幂指数为0.20，抬升公式为
7
二烟气抬升高度的计算
（1） Holland公式（1953）：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加10 ％～20％）
h
vs D u
1.5
2.7
Ts Ta Ts
d
➢计算结果明显低估2－3倍
8
（2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件
当QH 21000kW时 x 10Hs x 10Hs
H =0.362QH1/3 x2/3 u1 H =1.55QH1/3 H s2/3 u1
当QH 21000kW时
x 3x *
H =0.362QH1/3 x1/3 u1
x 3x *
H
=0.332QH
3/5
H
2/5 s
x*=0.33QH3/5
H 3/5 s
6 /
u
5
Q烟H:流热抬释放升率高，度单与位烟时囱间，高单度位有质关量，烟烟气升囱高高△情T度况所下释放计的算热保量守，，单相位反cal情/s况。计算不安全

烟气抬升高度计算

烟气抬升高度对于高架连续点源来说烟囱有效高度是扩散计算中的最重要的参数。

烟气从烟囱排出后, 由于动力和热力的作用会继续上升, 逐渐变平。

在大气环境模式计算里, 都把烟云的抬升高度考虑在内。

烟云的有效高度等于烟囱几何高度与烟气抬升高度之和。

增加烟云有效高度可降低地面浓度, 在相同气象条件下, 烟气的浓度与有效源高成反比。

综观国内的环评报告, 可以发现GB 3840 - 83 文件推荐的公式使用最为广泛, 其他的TVA, Briggs, Moses and Carson, Holland 及综合分析等计算公式也程度不同的应用于环境模式计算里。

一般烟气抬升公式在不同稳定度时采用同一个公式, 式中风速u 采用烟囱出口高度的平均风速, 由地面风速按不同的风速廓线指数修正得出。

由此, 使得烟气抬升高度不同。

此外还有一些公式在不同大气稳定度时采用不同的系数, 如Moses and Carson, TVA 公式。

Holland 公式也采用了修正系数的方法。

只有布里格斯对不同稳定度采用不同公式, 他提出的在不稳定和中性稳定度状态下的有风公式有多种形式, 其中1970 年提出的公式为:在稳定时他采用:布里格斯根据实测资料确定经验系数在 1. 8~ 3. 1 范围内变化, 他推荐的抬升公式中曾取 2.9 2.6, 2. 4 。

在环境影响评价技术导则中, 有风不稳定和中性条件为一系列抬升公式, 公式考虑了排放源的大中小不同而采取不同的公式形式, 并分为城市和城市远郊区、农村2 种情况, 公式按热排放率的大小分为 4 段, 每段都有详细的规定, 公式内容很多, 较为繁复, 具体公式参见导则。

有风稳定条件的烟气抬升公式为式( 11) 实际上是式( 10) 的变形, 但是取值很低, 计算值也小于式( 10) 。

这两组公式看起来很合理, 实际上计算效果却不好, 因为有风稳定条件时的烟气抬升高度与不稳定和中性条件下高度不相匹配, 一般公式计算烟气高度从不稳定到中性再到稳定逐步降低, 而这两组公式在不稳定到中性平稳降低, 从中性再到稳定时高度急剧下降, 使得在不考虑混合层影响的情况下采用式( 1) 计算的地面最大浓度出现在稳定的 E 和F类, 与经典的大气扩散理论结果相左, 以至于无法解释。

《大气环境学》烟气抬升高度

Cm u

0
2B u(Hs B / u)
1
Hs

B u
即H c Hs
临界风速
uc

B Hs
Cm,abs
Q

2e ucHs y
Q
2eB y
第五章特殊条件下的大气扩散
一、颗粒物扩散模式
粒径d＜15μm —— Gauss模式 d＞15μ m —— 倾斜烟羽模式（考虑重力沉降、地面反射）
1、重力沉降
α
H
''
Vs

x u
He
H
H’ Vs
图5-1 倾斜烟羽模式处理示意图
经修正后的有效源高： H ' H s x / u
2、下垫面沉积
d(μ m) 平均粒径(μ m)
α
表5-1 地面反射系数α
＜15
15～30
31～47
/
22
38
1
0.8
0.5
48～75 60 0.3
76～100 85 0
H1

H 2

H1
Qh
1700 400
H1 21.5Vs D 0.01Qh 0.048 Qh 1700/ u
△H2——强热源公式计算结果。
③ 弱热源（Qh≤1700kJ/s 或 △T＜35K）
H 21.5Vs D 0.01Qh / u
C f (x, y,0; H )
Q
2 u yf h f

exp

y2
2
2 y

此时，地面熏烟浓度达到极大值，所有污染物均向地面扩散混合。
2、污染源强需作修正

环评评价公式

一、大气：评价公式：1、有风时(距地面10m高平均风速U10≥1.5m/s)点源扩散模式：（1）以排气筒地面位置为原点，下风向地面任一点（X、Y），小于24h取样时间的浓度；C=（Q/2лuσyσz）exp-（Y2/2σ2y）×F F＝2exp（-He2/2σZ2）（2）排气筒下风向一次（30min）取样时间的最大落地浓度cm(mg/m3)及其距排气筒的距离Xm（m）1、污染源下风向地面轴线浓度公式为：C（x，0，0）=（Q/лuσyσz）exp（-He2/2σz2）2、最大地面浓度cm（mg/m3）按下式计算：Cm(Xm)＝2Q／eлuHe2P13、排气筒的距离Xm（m）按下式计算：Xm＝〔He/r2〕1/α2〔1+α1／α2〕-(1/(2α2)) 2、烟气抬升公式：（1）有风时，中性和不稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H（m）。

当烟气热释放率Qh≥2100Kj/s时：△H＝n0Qhn1Hn2U-1当Qh≤1700Kj/s或者△T＜35K时：△H=2（1.5 VsD+0.01Q）/U注式中：Qh烟气热释放率kj/s；Qv实际排烟率m3/s；Vs排气筒出口处烟气排出速率；U=U10（Z/10）P Qh＝0.35paQv×△T／Ts Qv=лr2×Vsσy=γ1Xα1σz=γ2Xα2二、水：评价公式：1、内梅罗平均值：C内=［（C2极+C2均）/2］1/22、标准指数：Sij=Cij/Csj 当Sij≤1.0时达标当Sij＞1.0时超标对于溶解氧（DO）两种情况DOj≥DOS时：SDOj=（DOf-DOj）/(DOf-DOs)DOj＜DOS时：SDOj=10-9×( DOj/ DOs) DOf=468/（31.6+T）3、零维模型：C=（CPQP+ChQh）/（Qp+Qh）（注）C－污染物浓度，mg/L；QP－废水排放量，m3/s；CP－污染物排放浓度,mg/L ；Qh－河流流量，m3/s；Ch－河流上游污染物浓度，mg/L.4、一维模型：C=C0exp（-K×t）式中t=x/（86400×u）X为河面间河段长5完全混合断面后经过一段距离浓度值计算。

大气课设烟囱的计算

烟囱的计算
3.6.1烟囱几何高度的确定
首先确定共用一个烟囱的所有锅炉的总的蒸发量(t/h)，然后根据锅炉大气污染物排放标准中的规定确定烟囱几何高度1H 为45m 。

3.6.2烟气抬升高度计算
1）烟气热释放效率的计算
S
H T T Q P Q ∆⨯⨯=να5.3 式中：H Q —烟气热释放率，kj/s ；
a p —大气压力，取邻近气象站年平均值，Pa
v Q —实际排烟量，s m 3
s T —烟囱出口处的烟气温度，K ； a T —环境大气温度，K ；
取环境大气温度K T 293=α;大气压力a k 324.101
P P =α，烟气出口温度K T S 33865273=+=
K
K T T T S 3545293338≥=-=-=∆α ()s m Q V 315.9606.0120
1324.101273652734.14=+⨯⨯+⨯= s s Q H /kj 2100/kj 79.753544338
4596.1510324.1015.33≥=⨯⨯⨯⨯= 2）烟气抬升高度的计算
因此求烟气抬升高度可用如下公式：
u H Q H H /n 21n 1n o =∆
其中：
u ----延期出口处平均风速，m/s
o n ----烟气热状况及地标状况系数
1n ----烟气热释放率指数
2n ----烟囱高度系数查表得427.1n o =、31n 1=、32n 2= 代入数值，求得m 5.109≈∆H
3.6.3烟囱有效高度的计算 m 5.1545.109451=+=∆+=H H H。

锅炉烟囱高度计算手册

烟囱高度计算1简介烟囱的作用有二：一是产生自生通风力〔抽力〕，克服烟、风道的流动阻力；二是把烟尘和有害气体引向高空，增大扩散半径，防止局部污染过重。

高烟囱排放可使污染物在垂直方向及水平方向在更大范围内散布，因此对降低地面浓度的作用是很明显的。

但不可无视的是，建设过高的烟囱对企业投资是一种负担，因为烟囱的造价大体上与烟囱高度的平方成正比，况且过高的烟囱对周边的景观环境也会造成不协调影响。

因此烟囱高度应设置在一个合理的范围内才能到达环境效益和经济效益的相统一。

2 烟囱高度计算2.1 烟囱出口直径计算烟囱出口直径计算公式：d =√4Q V πu 0Q V =B c q v,g ×T 0273式中：Q V ——烟气实际流量，m 3/sB c ——燃料消耗总量，kg/s ；q v,g ——标准状态下的烟气流量，Nm 3/kg ；u 0——烟囱出口处的烟气流速，m/s ；T 0——烟囱出口处的烟气温度，K 。

2.2按环保要求计算的烟囱高度下面介绍按污染物地面最大浓度来确定烟囱高度的计算方法。

该法是按保证污染物的地面最大浓度不超过《环境空气质量标准》规定的浓度限值来确定烟囱高度。

地面最大浓度的公式：ρmax =2Q πeuH e 2(σz σy) 式中：ρmax ——地面最大污染物浓度，mg/m 3；Q——烟囱单位时间内排放的污染物，mg/s ；u——烟囱出口处的平均风速，m/s ；H e ——烟囱的有效高度，m ；σz 、σy ——扩散系数在垂直及横向的标准差，m 。

烟囱有效高度H e 计算式：H e =H s +∆H式中：H s ——烟囱的几何高度，m ；∆H ——烟囱的抬升高度，m 。

假设设ρ0为《环境空气质量标准》规定的某污染物的浓度限值，ρb 为其环境原有浓度，按保证ρmax ≤ρ0−ρb ，则由地面最大浓度的公式得到烟囱高度计算公式：H s≥√2Qπeu(ρ0−ρb)×σzσy−∆H烟气抬升高度∆H按以下公式计算：当Q H≥21000kW，且∆T≥35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：∆H=1.303Q H1/3H s2/3/u平原和农村的烟气抬升高度：∆H=1.427Q H1/3H s2/3/u 当2100≤Q H<21000kW，且∆T≥35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：∆H=0.292Q H3/5H s2/5/u平原和农村的烟气抬升高度：∆H=0.332Q H3/5H s2/5/u 当Q H<2100kW，或∆T<35K时：∆H=2(1.5u0d+0.01Q H)/u式中：∆T——烟囱出口的烟气温度与环境温度之差，K；Q H——烟气的热释放率，kW；u——烟囱出口处的平均风速，m/s；u0——烟囱出口处的实际烟速，m/s；d——烟囱的出口内径，ｍ。

环评工程师考试需熟练掌握的公式

需熟练掌握的公式一、大气部分：1、等标排放量计算公式：（导P33）9010⨯=iii C Q P (m 3/h) Q i —单位时间排放量，t/h ；记住＜2.5×108和≥2.5×109为界。

平原取上限，复杂地形取下限。

2、源强计算公式：（技P38、技P125） Q SO2=G ×2×0.8×S ×（1-ηs ） Q 烟尘=G ·A ·ηA ×（1-η）Q i （kg/h ）= Q N ·C i ×10-6Q N —废气体积流量，m 3/h ；（常用引风机风量） 3、烟气抬升高度公式：有风，中性和不稳定条件：（1）Q h ≥2100KJ/s ，且ΔT ≥35K 时： Q h ＝0.35P a Q v ΔT/T s ， ΔT=T s -T aU n n H n Q H h1021-⋅=∆ ，n 0、n 1、n 2根据地表状况（分农村或城市远郊区、城市及近郊区两种情况）及Q h 取值（≥21000kJ/s ，2100≦Q h <21000 kJ/s 且ΔT ≥35K 两种情况）而不同。

（2）当1700KJ/s <Q h <2100KJ/s ： ⊿H=⊿H 1+(⊿H2-⊿H 1)( Q h -1700)/400其中⊿H 1=2(1.5V s D+0.01 Q h )/U-0.048( Q h -1700)/UU n n H n Q H h10221-⋅=∆ （3）当Q h ≤1700KJ/s ，或者ΔT ＜35K 时：U Q D V H h S /)01.05.1(2+=∆有风稳定条件:UTdz dQ H ah 3/13/13/1)0098.0/(--+=∆静风和小风:8/34/1)0098.0/(50.5-+=∆dz dQ H Tah4、污染源下风向轴线浓度公式：)2exp()0,0,(2ze z y H U Qx c σσσπ-= 排气筒下风向最大地面浓度：122)(P H U e Q X e m mC⋅⋅⋅⋅=π距排气筒距离X m (m):)/21(12212/12ααααλ--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=H e m X He —排气筒有效高度。

烟气抬升高度计算公式

烟气抬升高度计算公式烟气抬升高度是指在自然对流烟气排放过程中，烟气中所受热力作用的驱动下，烟气排放进入大气中的升起高度。

烟气抬升高度的计算公式是通过考虑烟气密度、烟气温度、大气温度、烟气流量等参数的综合关系来确定的。

下面将介绍烟气抬升高度的计算公式以及相关参考内容。

烟气抬升高度的计算公式如下：H = Q / (0.083 × C × A × (Ts - Ta) × (1 + 0.8m))其中：H为烟气抬升高度，单位为米；Q为烟气流量，单位为m³/s；C为烟气比热容，单位为J/(kg·K)；A为排气口面积，单位为m²；Ts为烟气温度，单位为摄氏度；Ta为大气温度，单位为摄氏度；m为大气湿度。

根据这个计算公式，可以得出以下几个影响烟气抬升高度的关键参数：1.烟气流量：烟气流量的大小会直接影响烟气抬升高度。

烟气流量越大，排放时所产生的动力也越大，烟气抬升高度会相应增加。

2.烟气温度：烟气温度对烟气抬升高度的影响是非常显著的。

烟气温度越高，烟气中的热量越大，烟气的密度越小，烟气抬升高度会相应增加。

3.大气温度：大气温度对烟气抬升高度的影响也是非常明显的。

大气温度越高，烟气抬升高度会相应增加。

4.烟气比热容：烟气比热容是一个烟气的性质参数。

烟气比热容越大，烟气抬升高度会相应减小。

5.大气湿度：大气湿度也会对烟气抬升高度产生影响。

湿度越高，烟气抬升高度会相应减小。

参考内容：1.杨增花, 许远光. 排烟系统排气温度的计算方法[J]. 中国温室, 2011(01):27-31.2.万海洋, 马维山. 反射信号法计算烟道排气能见度的影响因素分析[J]. 化学经济与工程, 2016, 49(10):18-20.3.刘功平, 张军, 田从广. 天然气烟气密度和品相的计算分析[J].可以篮球场吗煤炭与化工, 2013(01):191-192.4.李静伟,李瑞虎,雷蕾,等.煤气的理论比热容计算[J].河海大学学报(自然科学版)，2010，38（06）：20-24.5.钱庆章, 王佳. 碱性烟气抬升高度分析及研究[J]. 环境科学导刊, 2018(01):243-244.以上参考内容包含烟气抬升高度计算公式的来源论文、烟气参数计算的方法以及对烟气抬升高度影响因素的分析。

霍兰德公式烟气抬升高度公式

霍兰德公式烟气抬升高度公式概述霍兰德公式是用于计算烟气抬升高度的数学模型，它考虑了多种因素对烟气上升的影响。

本文将介绍霍兰德公式的应用场景、推导过程以及使用方法。

应用场景霍兰德公式主要用于以下场景：1.电厂烟囱高度的设计和选择；2.工业污染源的环境评估；3.有害气体的扩散模拟。

公式推导霍兰德公式是基于烟气的物理性质和环境条件进行推导的。

该公式的推导过程如下：首先，考虑了烟气的密度、温度和风速对烟气抬升高度的影响。

烟气的密度越大，抬升时受到的阻力越大，抬升高度越小；烟气的温度越高，密度越小，抬升高度越大；风速越大，对烟气的阻力越大，烟气抬升高度越小。

其次，考虑了烟气中带有的颗粒物的影响。

颗粒物越大，对烟气的阻力越大，抬升高度越小。

综合考虑以上因素，霍兰德公式的表达式如下：H=(Q^0.6*((T+273)/293)^0.4)/(V^0.4*d^0.4)其中，-H为烟气抬升高度，单位为米（m）；-Q为烟气的排放速率，单位为立方米每秒（m³/s）；-T为烟气的温度，单位为摄氏度（℃）；-V为风速，单位为米每秒（m/s）；-d为烟气的密度，单位为千克每立方米（k g/m³）。

使用方法为了使用霍兰德公式进行烟气抬升高度的计算，按照以下步骤进行：1.确定烟气的排放速率Q、温度T、风速V和烟气密度d的数值；2.将数值代入霍兰德公式计算，得到烟气抬升高度H的数值。

注意事项在使用霍兰德公式进行烟气抬升高度计算时，需要注意以下几点：-所使用的数值应为真实可靠的数据，以保证计算结果的准确性；-在计算过程中，应将所有物理量换算为国际标准单位。

结论霍兰德公式是一种常用的计算烟气抬升高度的数学模型，它能够考虑多种因素对烟气上升的影响。

通过合理地使用霍兰德公式，可以更准确地评估烟气的扩散和影响范围，为环境保护和工程设计提供参考依据。

烟气排放烟囱的计算

烟气排放烟囱的计算按地面最大浓度的计算方法，已知SO 2的排放量为200mg/m 3,烟气温度为105℃，大气温度为 5.5℃。

地区SO 2本底浓度为0.05mg/m 3(0.01—0.05mg/m 3),8.0/=y z σσ(0.5—1.0），u 10=3.8m/s,m=0.25,试按《环境质量标准》的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。

1.烟气流量的计算需要脱除的二氧化硫量为7.26t/h,即7.26×106g/h,则需要脱除的二氧化硫的体积为：h m /254110004.22641026.736=⨯⨯ 烟气流量为：Q V =1781376-2541=1778835m 3/h=494.12m 3/s二氧化硫的排放量：Q=200mg/m 3×1781376m 3/h=356275200mg/h=98.965g/s 。

2.烟囱高度的计算我国的《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ/T2.2—93）中对烟气抬升计算公式做了如下规定：当Q H ≧2100KW 和（T s -T a )≧35K 时，ΔT=T s -T a =105-5.5=99.5℃此时热释放率Q H 为：KW T T Q P Q S VH 3.461262731055.9912.49425.101335.035.00=+⨯⨯⨯=∆=>2100KW 通常按10m 高处的风速计算，因此平均风速的计算公式如下：25.025.0101014.2)10(8.3)(s s m H H z z u u === ① 参考《大气污染控制工程》（第三版）P.94表4-2，选择农村或城市远郊区，从而有n 0=1.427,n 1=1/3,n 2=2/3,求得烟气抬升高度如公式②所示： 12/525.03/23/1101.2914.213.46126427.121S SS n S n H H H H u H Q n H =⨯⨯⨯==∆- ②《环境质量标准》的二级标准限制为0.06mg/m 3(年均),带入以下公式计算： H e Q H b Z S ∆--≥)(20ρρμπσ ③ 将公式①和②带入公式③，有：625.0310)05.006.0(14.2781.2142.38.01065.982--⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥∆+S S H H H 解得：07.9181.2924/138/9≥+S S H H用试算法进行计算，解得H S =205m 。

4《大气污染控制工程》教案-第四章

第四章大气扩散浓度估算模式第一节湍流扩散的基本理论一、湍流概念简介大气的无规则运动称为大气湍流。

风速的脉动（或涨落）和风向的摆动就是湍流作用的结果。

按照湍流形成原因可分为两种湍流：一是由于垂直方向温度分布不均匀引起的热力湍流，其强度主要取决于大气稳定度；二是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的机械湍流，其强度主要取决于风速梯度和地面粗糙度。

实际的湍流是上述两种湍流叠加的结果。

湍流有极强的扩散能力，比分子扩散快105～106倍。

但在风场运动的主风方向上，由于平均风速比脉动风速大的多，所以在主风方向上风的平流输送作用是主要的。

归结起来，风速越大，湍流越强，大气污染物的扩散速度越快，污染物的浓度就越低。

风和湍流是决定污染物在大气中扩散稀释的最直接最本质的因素，其他一切气象因素都是通过风和湍流的作用来影响扩散稀释的。

二、湍流扩散理论简介大气扩散的基本问题，是研究湍流与烟流传播和物质浓度衰减的关系问题。

目前处理这类问题有三种广泛应用的理论：梯度输送理论、湍流统计理论和相似理论。

1.梯度输送理论梯度输送理论是通过与菲克扩散理论的类比而建立起来的。

菲克认为分子扩散的规律与傅立叶提出的固体中的热传导的规律类似，皆可用相同的数学方程式描述。

湍流梯度输送理论进一步假定，由大气湍流引起的某物质的扩散，类似于分子扩散，并可用同样的分子扩散方程描述。

为了求得各种条件下某污染物的时、空分布，必须对分子扩散方程在进行扩散的大气湍流场的边界条件下求解。

然而由于边界条件往往很复杂，不能求出严格的分析解，只能是在持定的条件下求出近似解，再根据实际情况进行修正。

2．湍流统计理论泰勒首先应用统计学方法研究湍流扩散问题，并于1921年提出了著名的泰勒公式。

图4-1是从污染源放心的粒子，在风沿着x方向吹的湍流大气中的扩散情况。

假定大气湍流场是均匀、稳定的。

从原点放出的一个粒子的位置用y表示，则y随时间而变化，但其平均值为零。

如果从原点放出很多粒子，则在x轴上粒子的浓度最高，浓度分布以x轴为对称轴，并符合正态分布。

锅炉烟囱高度计算手册

烟囱高度计算1简介烟囱的作用有二：一是产生自生通风力（抽力），克服烟、风道的流动阻力；二是把烟尘和有害气体引向高空，增大扩散半径，避免局部污染过重。

高烟囱排放可使污染物在垂直方向及水平方向在更大范围内散布，因此对降低地面浓度的作用是很明显的。

但不可忽视的是，建设过高的烟囱对企业投资是一种负担，因为烟囱的造价大体上与烟囱高度的平方成正比，况且过高的烟囱对周边的景观环境也会造成不协调影响。

因此烟囱高度应设置在一个合理的范围内才能达到环境效益和经济效益的相统一。

2 烟囱高度计算2.1 烟囱出口直径计算烟囱出口直径计算公式：d =√4Q V πu 0Q V =B c q v,g ×T 0273式中：Q V ——烟气实际流量，m 3/sB c ——燃料消耗总量，kg/s ；q v,g ——标准状态下的烟气流量，Nm 3/kg ；u 0——烟囱出口处的烟气流速，m/s ；T 0——烟囱出口处的烟气温度，K 。

2.2按环保要求计算的烟囱高度下面介绍按污染物地面最大浓度来确定烟囱高度的计算方法。

该法是按保证污染物的地面最大浓度不超过《环境空气质量标准》规定的浓度限值来确定烟囱高度。

地面最大浓度的公式：ρmax =2Q πeuH e 2(σz σy) 式中：ρmax ——地面最大污染物浓度，mg/m 3；Q——烟囱单位时间内排放的污染物，mg/s ；u——烟囱出口处的平均风速，m/s ；H e ——烟囱的有效高度，m ；σz 、σy ——扩散系数在垂直及横向的标准差，m 。

烟囱有效高度H e 计算式：H e =H s +∆H式中：H s ——烟囱的几何高度，m ；∆H ——烟囱的抬升高度，m 。

若设ρ0为《环境空气质量标准》规定的某污染物的浓度限值，ρb 为其环境原有浓度，按保证ρmax ≤ρ0−ρb ，则由地面最大浓度的公式得到烟囱高度计算公式：H s≥√2Qπeu(ρ0−ρb)×σzσy−∆H烟气抬升高度∆H按下列公式计算：当Q H≥21000kW，且∆T≥35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：∆H=1.303Q H1/3H s2/3/u平原和农村的烟气抬升高度：∆H=1.427Q H1/3H s2/3/u 当2100≤Q H<21000kW，且∆T≥35K时：城市和丘陵的烟气抬升高度：∆H=0.292Q H3/5H s2/5/u平原和农村的烟气抬升高度：∆H=0.332Q H3/5H s2/5/u 当Q H<2100kW，或∆T<35K时：∆H=2(1.5u0d+0.01Q H)/u式中：∆T——烟囱出口的烟气温度与环境温度之差，K；Q H——烟气的热释放率，kW；u——烟囱出口处的平均风速，m/s；u0——烟囱出口处的实际烟速，m/s；d——烟囱的出口内径，ｍ。

烟气抬升公式及计算方法

烟气抬升公式1.有风（U 10≥1.5m/s ），中性和不稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H （m ）（1）当烟气热释放率Q h 大于或等于是2100KJ/s ，且烟气温度与环境温度的差值△T 大于或等于35K 时，△H 采用下式计算：121-=∆U H Q n H n n h osh T TQ P Q ∆=υα35.0式中： n o ----烟气热状况及地表系数，见下表；n 1----烟气热释放率指数，见下表；n 2----排气筒高度指数，见下表； Q h ----烟气热释放率，KJ/s ；H ----排气筒距地面几何高度，m ，超过去240m 时，取H =240m ；P a ----大气压力，KP a ，如无实测值，可取邻近气象台（站）季或年平均值；Q v ----实际排烟率，m 3/s ；△T ----烟气出口温度与环境温度差，αT T T s -=∆，K ；T s ----烟气出口温度，K ；T a ----环境大气温度，K ，如无实测值，可取邻近气象台（站）季或年平均值；U ----排气筒出口处平均风速，m/s ，如无实测值，可用幂指数法计算。

（2）当1700 kJ /s ＜Q h ＜2100KJ/s 时，()4001700121-∆H -∆H +∆H =∆H h Q ()()U Q U Q D V h h s /1700048.0/01.05.121--+=∆H 式中： V s ----排气筒出口处烟气排出速度，m/s ；D ----排气筒出口直径，m ；△H 2----按（1）方法计算，n o 、n 1、n 2按表5中Q h 值较小的一类选取；Q h 、U ----与（1）中的定义相同。

（3）当Q h ≤1700kJ/s 或者△T ＜35K 时，()U Q D V H h s /01.05.12+=∆2.有风（U 10≥1.5m/s ），稳定条件，建议按下式计算烟气抬升高度△H(m)3/13/13/10098.0--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆U dZ dT Q H h α式中，dZdT α为烟囱几何高度以上的大气温度梯度，K/m 。