污染物扩散模式.pptx
湍流扩散的基本理论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105106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第1页/共39页高斯扩散模式高斯扩散模式坐标系 右手坐标，y为横风向，z为垂直向 根据质量守恒定律和梯度输送理论，污染物在大气中的运动规律：第2页/共39页高斯扩散模式的坐标系高斯扩散模式第3页/共39页高斯扩散模式高斯扩散模式高斯模式的有关假定污染物浓度在y、z风向上分布为正态分布全部高度风速均匀稳定源强是连续均匀稳定的扩散中污染物是守恒的（不考虑转化）X方向上，平流作用远大于扩散作用地面足够平坦第4页/共39页无界空间连续点源扩散模式无界空间连续点源扩散模式另规定ky与y无关，kz与z无关，则定解条件：解得：第5页/共39页高斯烟流的形态高斯烟流的形态第6页/共39页高斯烟流的浓度分高斯烟流的浓度分布布高斯烟流中心线上的浓度分布高斯烟流中心线上的浓度分布第7页/共39页高架连续点源扩散模式高架连续点源扩散模式镜像全反射-像源法实源：像源：n 实源的贡献n 像源的贡献n 实际浓度第8页/共39页高架连续点源扩散模高架连续点源扩散模式式地面浓度模式：取z0代入上式，得地面轴线浓度模式：再取y=0代入上式上式，增大，则 、增大，第一项减小，第二项增大，必然在某x 处有最大值第9页/共39页高架连续点源扩散模式高架连续点源扩散模式 地面源高斯模式（令H0）：相当于无限源的2倍（镜像垂直于地面，源强加倍）地面最大浓度模式：第10页/共39页例题：某火力发电厂烟囱高例题：某火力发电厂烟囱高80m，以，以670g/s的排放速的排放速度向大气中排放度向大气中排放SO2。已知烟气抬升高度为。已知烟气抬升高度为100m,实实测平均风速为测平均风速为5.8m/s,y=220.5m，z=184.5m。试。试计算沿平均风向轴线下风向计算沿平均风向轴线下风向900m,距地面高距地面高250m处处的的SO2浓度值。浓度值。解：第11页/共39页颗粒物扩散模式颗粒物扩散模式粒径小于15m的颗粒物可按气体扩散计算大于15 m的颗粒物：倾斜烟流模式 地面反射系数第12页/共39页特殊气象条件下的扩散模特殊气象条件下的扩散模式式主要指气象条件与高斯模式不一样（温度层结构均一，实际中难以实现）封闭型扩散模式相当于两镜面之间无穷次全反射实源和无穷多个虚源贡献之和 n为反射次数，在地面和逆面实源在两个镜子里分别形成n个像第13页/共39页封闭型扩散模式封闭型扩散模式计算简化：当 （尚未到封闭阶段）烟流扩散不受逆温影响，用原公式；当 ，经多次反射，z向浓度渐趋均匀，水平方向呈正态分布，地面浓度为内插（假定变化为线性），按z值插值当 时第14页/共39页熏烟型扩散模式熏烟型扩散模式第15页/共39页熏烟型扩散模式熏烟型扩散模式 逆温层消失到烟流上边缘，即 逆温消失到 ，熏烟过程不复存在 逆温层消失到烟囱的有效高度处，即第16页/共39页 城市及山区扩散模式城市及山区扩散模式城市大气扩散模式线源扩散模式w无限长线源n风向和线源不垂直时（交角 45o）w有限长线源第17页/共39页城市大气扩散模式城市大气扩散模式面源扩散模式 城市中小工厂、企业生活锅炉、居民炉灶等数量多、分布广、排放高度低的污染源，均作为面源对待。大气排放规范里规定条件：烟囱不高于40m；单个排放量浮力烟气抬升烟囱几何高度 抬升高度 有效源高 第21页/共39页烟气抬升高度的计烟气抬升高度的计算算 Holland公式：适用于中性大气条件（稳定时减小，不稳时增加1020）Holland公式比较保守，特别在烟囱高、热释放率比较强的情况下适用第22页/共39页Briggs公式：适用于中小型热源的烟气抬升计算烟气抬升高度的计算当大气稳定时xxFx xFx3.5x*x 3.5x*当大气中性或不稳定时第23页/共39页我国“制订地方排放标准的技术方法”中的推荐公式 烟气抬升高度的计算第24页/共39页扩散参数的确定扩散参数的确定PG曲线法PG曲线Pasquill常规气象资料估算 Giffard制成图表方法要点 n大气分成AF共六个稳定度等级（云、日照、风速）n 曲线（六条）（对应A、BF稳定度级）第25页/共39页PG曲线的应用曲线的应用根据常规资料确定稳定度级别第26页/共39页帕斯奎尔法帕斯奎尔法（GB/T13201-91）稳定度分类方法太阳高度角 云高 辐射等级 稳定度 云量（加地面风速）第27页/共39页太阳倾角太阳倾角太阳高度角太阳高度角第28页/共39页第29页/共39页PG曲线的应用利用扩散曲线确定 和第30页/共39页扩散参数的确定中国国家标准规定的方法扩散参数的确定中国国家标准规定的方法扩散参数的选取扩散参数的表达式为（取样时间0.5h）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提至B级，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，第31页/共39页第32页/共39页第33页/共39页烟囱高度的设烟囱高度的设计计要求：达到稀释扩散的作用造价最低，造价正比于H2地面浓度不超标 按地面最大浓度计算 在0.51.0之间取 标准浓度 本低浓度第34页/共39页烟囱高度的计算烟囱高度的计算按绝对最大着地浓度计算1 （代入2（危险风速危险风速）此时 出现极大值第35页/共39页烟囱高度的计算烟囱高度的计算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第36页/共39页烟囱设计中的几个问题烟囱设计中的几个问题上述计算公式按锥形高斯模式导出，在逆温较强的地区，需要用封闭型或熏烟型模式校核烟气抬升高度的选取优先采用国家标准中的推荐公式烟流下洗、下沉现象，高度至少为临近建筑物或障碍物高度的2.5倍第37页/共39页烟囱出口直径计算烟囱出口直径计算D D设计主要是选择合适的设计主要是选择合适的 ，选择时避免下洗现象或下沉现象的发生，经验，选择时避免下洗现象或下沉现象的发生，经验上上 是合适的是合适的第38页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页
