大气污染控制工程 第四章.pptVIP

第四章 大气污染物扩散模式 主要内容: 1.湍流扩散的基本理论 2.高斯扩散模式 3.污染物浓度的估算方法 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 学习要求: 掌握大气扩散的理论和扩散模式，学会估算污染物浓度、烟气抬升高度，确定烟囱高度和厂址 第一节 湍流扩散的基本理论 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 湍流的基本概念 湍流——大气的无规则运动 风速的脉动 风向的摆动 起因与两种形式 热力：温度垂直分布不均（不稳定） 机械：垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度 湍流扩散理论 主要阐述湍流与烟流传播及湍流与物质浓度衰减的关系 1.梯度输送理论 类比于分子扩散，污染物的扩散速率与负浓度梯度成正比 2.湍流统计理论 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 高斯模式的有关假定 坐标系 右手坐标，y为横风向，z为垂直向 四点假设 a．污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布 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） 高斯扩散模式 高斯扩散模式的坐标系 无界空间连续点源扩散模式 由正态分布假定，得下风向任一点的浓度分布 (4-1) 方差的表达式 (4-2) 由假定d 源强积分式 （单位时间物料守恒） (4-3) 未知量：浓度C，待定函数A(x)，待定系数a,b 把式(4-1)代入(4-2)中，积分得： （4-4） 将式（4-4）和（4-1）代入式（4-3）中，积分得： （4-5） 将式（4-4）、（4-5）代入式（4-1）得无界空间连续点源扩散的高斯模式： （4-6） 高架连续点源扩散模式 镜像全反射----像源法 实源： 像源： 高架连续点源扩散模式 高架连续点源扩散模式 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 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％） 烟气抬升高度的计算 抬升高度计算式（续） （2）Briggs公式：适用不稳定及中性大气条件 烟气抬升高度的计算 抬升高度计算式 （续） （3）我国“制订地方大气污染物排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)中的公式 扩散参数的确定 P－G曲线法 P－G曲线Pasquill常规气象资料估算 Gifford制成图表 扩散参数的确定－P－G曲线法 P－G曲线的应用 根据常规资料确定稳定度级别 扩散参数的确定－P－G曲线法 P－G曲线的应用 利用扩散曲线确定 和 扩散参数的确定－P－G曲线法 P－G曲线的应用 地面最大浓度估算 例4-2 某石油精炼厂自平均有效源高60m处排放的SO2量为80g/s，有效源高处的平均风速为 6m/s，试估算冬季阴天正下风向距离烟囱500m处地面上的SO2浓度。 解：在阴天条件下，大气稳定度为D级，由表4-4查得，在x=500m处， =35.3m， =18.1m。代入式（4-9）得： 扩散参数的确定－中国国家标准规定的方法 稳定度分类方法 改进的