高斯扩散模式 - 大气污染控制工程.ppt

第四章 大气污染物扩散模式 高斯扩散模式、污染物浓度的估算方法、特殊气象条件下的扩散模式、烟囱高度设计、厂址选择 第一节 湍流扩散的基本理论 湍流——大气的无规则运动 热力湍流：温度垂直分布不均匀（大气稳定度） 机械湍流：风速垂直分布不均匀及地面粗糙度 扩散的要素 风：平流输送为主，风大则湍流大 湍流：扩散比分子扩散快105～106倍 湍流扩散理论 梯度输送理论、湍流统计理论 1.梯度输送理论 研究方法：利用欧拉提出的方法，在充满流体的空间固定多个点，测量各固定点上的各个参数的变化。 理论基础：质量守恒定律，把扩散类似分子扩散，脉动值用平均值代替。 湍流扩散理论 2.湍流统计理论 研究方法：拉格朗日方法，空间有一微团，跟随微团流动时各个流动点的规律。 理论基础：解决扩散参数时用二元相关理论：方差、概率。 泰勒－图4-1，正态分布 萨顿实用模式 高斯模式 第二节 高斯扩散模式 一、高斯扩散模式 一、高斯扩散模式 二、无界空间连续点源扩散模式 由正态分布的假定（1）可以写出下风向任一点（x,y,z）的污染物平均浓度的分布函数： （4-1） 由概率统计理论可以写出方差的表达式： （4-2） 由假定（4）可以写出源强的积分式： （4-3） 四、地面最大浓度模式 五、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 第三节 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？ 一、烟气抬升高度的计算 一、烟气抬升高度的计算 抬升高度计算式 （1） Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加10％～20％） 一、烟气抬升高度的计算 （2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件 一、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法” 例题4-1 计算烟气抬升高度 二、扩散参数的确定 P－G曲线法 Pasquill常规气象资料估算、Gifford制成图表 1.P－G曲线法的应用 P－G曲线根据常规资料确定稳定度级别 1.P－G曲线法的应用 利用扩散曲线确定 和 1.P－G曲线法的应用 地面最大浓度估算 例题4-3 计算地面最大浓度. 2.中国国家标准规定的方法 （１）稳定度分类方法 2.中国国家标准规定的方法 （２）扩散参数的选取 扩散参数的表达式为（取样时间0.5h，按表4-8查算） 平原地区和城市远郊区，D、E、F向不稳定方向提半级 工业区和城市中心区，C、D、E、F向不稳定方向提一级 丘陵山区的农村或城市，同工业区 取样时间大于0.5h， 不变， 例4-5 封闭型扩散模式的计算 例4-6 熏烟型扩散模式的计算 山区扩散模式 NOAA和EPA模式 NOAA－以高斯模式为基础，对有效源高进行修正 EPA－与NOAA相似，只是对所有稳定度级别都进行了地形高度修正 第六节 烟囱高度的设计 一、烟囱高度的计算 要求： （1）达到稀释扩散的作用 （2）造价最低， 造价正比于H2 （3）地面浓度不超标 一、烟囱高度的计算 一、烟囱高度的计算 2、按地面绝对最大浓度计算 一、烟囱高度的计算 3、按一定保证率的计算法 取上述两种情况之间一定保证率下的平均风速和扩散参数 4、P值法（国标GB/T 13201-91） 按点源排放控制系数Ｐ计算烟囱高度 二、烟囱设计中的几个问题 工矿企业点源排气筒高度不得低于它所从属建筑物高度的2倍，并且不得直接污染邻近建筑物。 排放大气污染物的排气筒，其高度不得低于15m. 避免烟流下洗、下沉现象。（教材120页公式） 为了获得较高的烟气抬升高度，排气筒出口烟气速度宜为20-30m/s,排烟温度也不宜过低。 排气筒