第四章_大气扩散浓度估算模式课件.ppt

第四章 大气扩散浓度估算模式;第一节 湍流扩散的基本理论;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。;二、湍流扩散理论简介;二、湍流扩散理论简介;图4-1由湍流引起的扩散 ;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。; ; 高斯扩散模式坐标系; 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） ;二、无界空间连续点源扩散模式;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。;二、无界空间连续点源扩散模式;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。; 三、高架连续点源扩散的高斯模式; 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;（1）地面浓度模式：取 z＝0代入上式，得; ;2、地面连续点源; 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。;五、颗粒物扩散模式;一、烟气抬升高度的计算; 一、烟气抬升高度计算式 ;一、烟气抬升高度的计算;???、烟气抬升高度的计算;一、烟气抬升高度的计算;[例4-1] 某城市火电厂的烟囱高100 m，出口内径 5 m。出口烟气流速 12.7 m/s，温度140 ℃ ，流量 250 m3/s。烟囱出口处的平均风速 4 m/s，大气温度 20 ℃，当地气压 978.4 hPa。试确定烟气抬升高度及有效源高。;二. 扩散参数的确定;二. 扩散参数的确定;二. 扩散参数的确定;（2）帕斯奎尔扩散曲线法的应用　　　　　①根据常规资料确定稳定度级别　　稳定度级别中，A为极不稳定，B 为不稳定，C为弱不稳定，Ｄ为中性，Ｅ为弱稳定、Ｆ为稳定。;　1、帕斯奎尔扩散曲线法的应用;　1、帕斯奎尔扩散曲线法的应用; [例4-2] 某石油精炼厂自平均有效源高60 m 的烟囱排放的SO2量为 80 g/s，有效源高处的平均风速为 6 m/s，试估算冬季阴天正下风向距离烟囱500 m 处地面上的SO2浓度。 ;2、 国家标准规定的扩散参数取用原则;2、 国家标准规定的扩散参数取用原则;稳定度分类方法 改进的P－T法 ;2、 国家标准规定的扩散参数取用原则; （2）扩散参数的选取 GB/T 13201-91中规定，取样时间为 0.5小时，扩散参数按以下幂函数表达式计算：;2、 国家标准规定的扩散参数取用原则;1.扩散参数的确定－P－G曲线法;[例4-3] 某城市火电厂的烟囱高100 m，出口内径 5 m。出口烟气流速 12.7 m/s， 温度 140 ℃，流量 250 m3/s。烟囱出口处的平均风速 4 m/s，大气温度 20 ℃，当地气压 978.4 hPa。烟气排出的SO2 速率为 150 g/s，时，试计算阴天的白天SO2 的最大地面浓度及其出现的距离。 ;[例4-4] 某工厂位于城市远郊区，锅炉烟囱高度为 85 m，烟气流量为 244800 m3/h， SO2 排放率为 50 g/s。烟囱出口高度处的平均风速 4.0 m/s，当地气压力为 813 hPa，环境气温为 20 ℃。试计算7月15日晴天12时的地面轴线浓度分布情况。计算范围从距离烟囱 500 m 起，间隔 500 m，计算到下风向4000 m 止（当地纬度φ= 24°30′，经度λ= 102°20′）。;第四节 特殊气象条件下的扩散模式;第四节 特殊气象条件下的扩散模式; 一、封闭型扩散模式; 一、封闭型扩散模式; 一、封闭型扩散模式;[例4-5] 某电厂烟囱有效高度