第四章 大气扩散浓度估算模式

合集下载
相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

exp
(z H)2
2 2z
第四章 大气扩散浓度估算模式
(1)地面浓度模式:取 z=0代入上式,得
( x,
y,0)
Q
u y z
exp
y2
2 2
y
exp
H2
2 2 z
(2)地面轴线浓度模式:再取 y = 0代入上式
( x,0,0)
Q
u y
z
exp
H
2
2 2z
第四章 大气扩散浓度估算模式
2 2z
第四章 大气扩散浓度估算模式
五、颗粒物扩散模式
对于排放源排放的小于15μm的颗粒物,可以不 考虑颗粒物的沉降作用。对于粒径大于15μm的颗 粒物,其重力沉降作用将使浓度分布有所改变,应 以倾斜烟流模式计算地面浓度。
( x, y,0, H )
i
(1 i )Qi 2 u y z
exp
y2
第四章 大气扩散浓度估算模式
第二节 高斯扩散模式
一、高斯模式的有关假定
1、坐标系
原点为排放点或高架源排放点在地面的投影,x轴 为平均风向,y轴在水平面上垂直于x轴,正向在x轴 的左侧,z轴垂直于水平面oxy,向上方向为正。在这 种坐标系中,烟流中心线或与x轴重合,或在xoy面 的投影为x轴。 第四章 大气扩散浓度估算模式
(3)地面最大浓度模式:
假设σy /σz 不随距离 x 变化。
dc( x,0,0, H ) 0
d z
由此求得:
2Q
z
max uH 2e
y
H
z x xmax
2
第四章 大气扩散浓度估算模式
2、地面连续点源
地面源高斯模式(令H=0):
( x,
y, z)
Q
u y z
exp
y2
2 2
y
z2
高斯扩散模式坐标系
高斯扩散模式的坐标系
第四章 大气扩散浓度估算模式
2、高斯模式的有关假定
四点假设
a.污染物浓度在y、z 轴上分布为正态分布 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)
第四章 大气扩散浓度估算模式
二、无界空间连续点源扩散模式
由正态分布的假设可得污染物平均浓度的分布函数:
第四章 大气扩散浓度估算模式
图4-1由湍流引起的扩散
第四章 大气扩散浓度估算模式
萨顿(O. G. Sutton)首先应用泰勒公式,提 出了解决污染物在大气中扩散的实用模式。高斯 (Gaussian)在分析大量实测资料的基础上,应 用湍流统计理论得到了正态分布假设条件下的扩 散模式。
高斯模式是目前应用较广的模式。
第四章 大气扩散浓度估算模式
二、无界空间连续点源扩散模式
( x,
y, z)
Q
2 u
yz
exp
y2
2 2 y
z2
2 2 z
第四章 大气扩散浓度估算模式
二、无界空间连续点源扩散模式
实际的污染物排放源大多位于地面或接近地面 的大气边界层内。污染物在大气中的扩散过程必然 会受到地面的影响,这种大气扩散称为有界大气扩 散。在建立有界大气扩散模式时,必须考虑地面的 影响。
第四章 大气扩散浓度估算模式
三、高架连续点源扩散的高斯模式
高架连续点源的扩散问题,必须考虑地面对 扩散的影响。根据假设,可以认为地面像镜面一 样,对污染物可以起全反射作用。可以把P点的污 染物浓度看成是两部分贡献之和:一部分是不存 在地面时P点所具有的污染物浓度;另一部分是由 于地面反射作用所增加的污染物浓度。
热力湍流:由垂直方向温度垂直分布不均匀引起 机械湍流:垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度
第四章 大气扩散浓度估算模式
一、湍流概念简介
➢ 湍流与扩散的关系
在主风方向上风的平流输送作用是主要的。 风速越大,湍流越强,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。
15
三、高架连续点源扩散的高斯模式
三、高架连续点源扩散模式
实源的贡献
1
Q
2 u yz
exp
y2
2 2 y
(z H)2
2
2 z
像源的贡献
2
Q
2 u yz
exp
y
2
2
2
y
(z H)2
2
2 z
实际浓度
( x,
y, z)
2
Q
u
y
z
exp
y2
2 2
y
exp
(z H)2
2 2z
2 2
y
exp
(H
vi x /
2 2z
u)2
第四章 大气扩散浓度估算模式
二、湍流扩散理论简介
2.湍流统计理论:
泰勒(G.I.Tayler)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。
从污染源释放出的粒子,在风沿着x方向吹的湍流大 气中扩散的情况。假定大气湍流场是均匀、稳定的。从原 点释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。
( x, y, z) A( x)eay2 ebz2
(4-1)
由概率统计理论可得方差的表达式:
2 yபைடு நூலகம்
0
y 2 dy
0
dy
,
2 z
0
z
2
dz
0
dz
(4-2)
由污染物的质量守恒可得:
Q
udydz
第四章 大气扩散浓度估算模式
(4-3)
上式中: ū — 平均风速; Q—源强是指污染物排放速率。 δy—侧向扩散参数,污染物在 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; 未知量—浓度c、待定函数A(x)、待定系数a、b; 式①、②、③、④组成一方程组,四个方程式有四 个未知数,故方程式可解。
第四章 大气扩散浓度估算模式
§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 §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 §7 厂址选择
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。 按照湍流形成的原因,可将湍流分为两种形式:
第四章 大气扩散浓度估算模式
二、湍流扩散理论简介
1.梯度输送理论
梯度输送理论是通过与菲克(A. Fick)扩散理论的 类比建立起来的。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。然而由于边界条件往往很复杂,不能求出 严格的分析解,只能在特定的条件下求出近似解,再根 据实际情况修正。
相关文档
最新文档