第四章大气扩散浓度估算54页PPT文档

1.303
1/3
2/3
21000>Qh ≥2100
农村或城市远郊区 0.332
3/5
2/5
且 ΔT≥3Leabharlann BaiduK
城区
0.292
3/5
2/5
当
Z2≤200m，u
u1(
Z2 Z1
)m
；
当
Z2>200m，u
u1(
200)m Z1
式中：u1-附近气象台（站）高度5 年平均风速，m/s；m-
。
Z1-附近气象台（站）高度5 年平均风速，m/s；Z2-烟囱出口处高度，m；
b. 当1700kJ/s<Qh<2100kJ/s时，HH1(H2 H1)(Qh410700)0
式中：H1 2(1.5usD0.01Qh)/u0.04(8Qh 170)/0u
△H2-由布里吉斯公式求得。
c. 当Qh ≤1700kJ/s或者△T<35K时，H2(1.5usD0.01Qh)/u
d.
凡地面以上10m高处ū≤1.5m/s的地区，H5.5Qh1/4
（2）抬升公式很多，用何公式应按具体情况而定，一般选霍氏公 式或中国推荐公式。
§4-2 污染物落地浓度
一、污染源
污染源对污染物的影响很
大，从污染源考虑污染物浓度 主要有以下几方面：
(1) 污染物指的化学组分及性
质，各组分间是否易发生化学 地
反应形成二次污染物等；
面
(2)
源的几何形状和排放方式；
轴 线
Ts-烟气出口温度，K； Ta-环境大气平均温度，K，取当地近5年平均值。
霍兰德公式校正分数取值
适用条件：中性大气条件；对于非中性大气条件，进行修正： 不 稳 定 大 气 → 增 加 （ 10% ～ 20% ） △ H ； 稳 定 大 气 → 减 少 （10%～20%）△H。不适于：计算大型的热排放源或高于100m 烟囱的抬升高度。
b.布里吉斯（Briggs）公式
适用于不稳定大气条件和中性大气条件的计算式。
当Qh>20920KJ/s时：
x<10Hs
H0.36Q2h1/3
x2/3
1
u
；
x>10Hs
H1.55Qh1/3
x2/3
1
u
当Qh<20920KJ/s
时：（x*
0.33Qh2/5
x3/5
6/5
u
）
x<3x*
H0.36Q2h1/3
(二)高斯模式的有关假定
• 1.烟羽的扩散在水平和垂直方向都是正态分布； • 2.在扩散的整个空间风速是均匀的、稳定的； • 3.污染源排放是连续的、均匀的； • 4.污染物在扩散过程中没有衰减和增生，在x方向，
a.
当 Qh≥2100KJ/s且△T≥35K 时，
n Q H n1 n2 0h s
/ u ，其中Qh
0.35PaQvT
/ Ts
表 系数n0、n1、n2 的取值（见书 P91表 4-2）
Qh(KJ/s)
下垫面情况（平原地区） n0
n1
n2
Qh≥21000
农村或城市远郊区
1.427
1/3
2/3
城区及近郊
x1/3
1
u
；
x>3x*
H
0.33Qh3/5
x2/5
1
u
13
c. 康凯维（Concawe）公式： 2.70Q3h2 /u4
适用于Qh<8.374×103KJ/s，近于中性稳定度，中小型烟源的抬升高度计算。
3）我国（GB/T13201-91）“制定地方大气污染物排放标准的技术方 法”推荐的抬升公式：
(dTa 0.009)83/8 dZ
DTa/dZ为排放源高度以上的气温直减率，取值不得小于0.01K/m。
4、烟云抬升高度的测定
选用烟气抬升高度计算公式前往往根据实例， 根据实测时烟囱参数代入各种公式进行计算， 选用与实测值近似的公式，或将公式中系数作 以修改。目前已知的测定方法有照相法、气球 测高法、激光雷达法等。
1）只考虑动力上升的烟羽抬升公式
a.勒普公式： 1.5Vsd
u
2）以热力抬升为主的公式
a.霍兰德(Holland)公式：
b.史密斯公式： dVus1.4
H
usD(1.52.7Ts Ta
u
Ts
D)
(1.5usD9.79106Qh)/ u
式中：us-烟气出口流速，m/s；
D-烟囱出口处的内径，m；
ū-烟囱出口处的平均风速，m/s； Qh-烟囱的热排放率，KJ/s；
浮升阶段
瓦解阶段
变平阶段
喷
出
ΔH
阶
段
Hs 图 烟气抬升与扩散
2、影响烟云抬升的因素
影响烟云抬升的因素很多，这里只考虑几种重要因素：
（1）烟气本身的因素
a）烟气出口速度（Vs）：决定了烟起初始动力的大小；
b）热排放率（QH）—烟囱口排出热量的速率
为
QH 越 高 烟 云 QH
抬升的浮力就越大，大多数烟 ，其中α=1/4～1，常取α为2/3。
第四章 大气扩散浓度估算
• 环境科学与工程学院 • 二O一O年三月
§4-1 烟气抬升高度
通过烟囱排出的烟气通常都具有一定的速度和温度。在 动力及浮力作用下，烟气在离开烟囱口以后，仍然要向上冲 出一定的高度，然后再沿风的方向扩散开。烟气在水平方向 的扩段称为烟羽。烟羽轴线与烟囱口间的距离称为烟羽抬升 高度
(3)源强，即污染物的排放速率；
浓 度
(4) 源的高度。
在源强等条件相同的情况下,源 高对地面污染物的影响见右图 所示。
H—有效源高
H1 H2 H3
H3>H2>H1 离源距离
一、高斯扩散模式的基本形式
• x轴沿平均风向水平延伸， • y轴在水平面上垂直于X轴， • Z轴垂直xy平面向上延伸 • 烟云中心平均路径沿X轴或平行Y轴移动。
有效源高
一、有效源高
烟囱的有效高度H （烟轴高度，它由烟囱几何高度Hs和烟流 （最大）抬升高度ΔH组成，即H=Hs+ΔH），要得到H，只要求 出ΔH即可。ΔH：烟囱顶层距烟轴的距离，随x而变化的。 1、烟气抬升 （1）烟气从烟囱排出，有风时，大致有四个阶段:(见下页图)
a）喷出阶段；b）浮升阶段；c）瓦解阶段；d）变平阶段： （2）烟云抬升的原因有两个： ①是烟囱出口处的烟流具有一初始动量（使它们继续垂直上 升）； ②是因烟流温度高于环境温度产生的静浮力。 这两种动力引起的烟气浮力运动称烟云抬升，烟云抬升有利于 降低地面的污染物浓度。
云
抬
升
模
式
认
（2）环境大气因素
2
s 3
a）烟囱出口高度处风速 ， 越大，抬升高度愈低；
b）大气稳定度
不稳时，抬升较高；中性时，抬升稍高；稳定时，抬升低。
c）大气湍流的影响
大气湍流越强，抬升高度愈低。
（3）下垫面等因素的影响
3、烟云最大抬升高度的经验计算
抬升高度的计算公式很多，但由于影响抬升高度的因素很多， 所以目前大多数烟羽抬升公式是凭经验的，且各有其特点（局限 性），因此应尽量选择该公式的导出条件和我们的计算条件相仿的。 下面介绍几个常见公式：