环境工程概论第4章大气污染气象过程(2)

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1、主要学习内容(主要学习内容(32学时)学时)章节章节安排安排12346总论(总论(总论(总论(3 3) 环境生态学基础(环境生态学基础(环境生态学基础(环境生态学基础(3 3)水污染及其控制工程(水污染及其控制工程(水污染及其控制工程(水污染及其控制工程(8 8)物理性污染及其控制(物理性污染及其控制(物理性污染及其控制(物理性污染及其控制(4 4)大气污染过程及其控制工程(大气污染过程及其控制工程(大气污染过程及其控制工程(大气污染过程及其控制工程(6 6)5固体废物处理及其应用(固体废物处理及其应用(固体废物处理及其应用(固体废物处理及其应用(2 2)7环境质量评价及环境管理(环境质量评价

2、及环境管理(环境质量评价及环境管理(环境质量评价及环境管理(4 4)8清洁生产(清洁生产(清洁生产(清洁生产(2 2)第四章大气污染过程及其控制工程第四章大气污染过程及其控制工程 大气污染大气污染气象过程大气污染控制工程技术三二一本节内容第二节、第二节、 大气污染气象过程大气污染气象过程l一、大气的结构与气象一、大气的结构与气象l二、大气污染物的扩散二、大气污染物的扩散l三、影响大气扩散的若干因素三、影响大气扩散的若干因素l四、烟囱高度及厂址选择四、烟囱高度及厂址选择兴趣是最好的老师9 9、大气层垂直结构共分哪几个部分?对流层温度分布的特点是什么?、大气层垂直结构共分哪几个部分?对流层温度分布

3、的特点是什么?1010、主要气象要素有哪些?、主要气象要素有哪些?1111、风的日变化特点是什么?什么是海陆风?山谷风?、风的日变化特点是什么?什么是海陆风?山谷风?1212、什么是气温垂直递减率?大气温度层结有哪几种存在状态?、什么是气温垂直递减率?大气温度层结有哪几种存在状态?1313、什么是空气干绝热递减率?、什么是空气干绝热递减率?1414、什么是大气稳定度?大气稳定度对空气扩散有何影响?、什么是大气稳定度?大气稳定度对空气扩散有何影响?1515、什么是辐射逆温?简述每天辐射逆温生消过程。、什么是辐射逆温?简述每天辐射逆温生消过程。1616、烟流型和大气稳定度有何关系?、烟流型和大气稳

4、定度有何关系?1717、按照帕斯奎尔(、按照帕斯奎尔(PasquillPasquill)法,大气稳定度更分几类?按此分类大)法,大气稳定度更分几类?按此分类大气稳定程度如何排序?气稳定程度如何排序?1818、高斯模式的四点假设是什么?、高斯模式的四点假设是什么?1919、为什么说高斯烟流中心线下游一定存在一个最大浓度点?、为什么说高斯烟流中心线下游一定存在一个最大浓度点?2020、烟气抬升分为哪几个阶段?、烟气抬升分为哪几个阶段?2121、影响大气扩散的主要因素有哪些?、影响大气扩散的主要因素有哪些?2222、烟囱的主要作用是什么?是不是烟囱越高对近地面空气污染越轻?、烟囱的主要作用是什么?是

5、不是烟囱越高对近地面空气污染越轻?2323、厂址选择主要考虑的空气扩散因素有哪些?按照风向玫瑰图和空气、厂址选择主要考虑的空气扩散因素有哪些?按照风向玫瑰图和空气污染系数选择厂址各有什么不同?污染系数选择厂址各有什么不同?一、一、 大气结构与气象大气结构与气象 1 1、大气的结构、大气的结构大大气气层层:地地面面1200 1200 kmkm的的空空气气层层。质质量量98.298.2集中在集中在30 km30 km以下。以下。大大气气结结构构:根根据据竖竖直直方方向向大大气气密密度度、温温度度、组组成成的的分分布布状状况况可可分分为为:对对流流层层、平平流流层层、中间层、暖层中间层、暖层。 对对

6、流流层层。10 10 kmkm,大大气气质质量量7575,几几乎乎全全部部水水蒸蒸气气、微微尘尘杂杂质质,主主要要天天气气现现象象。地地表表吸吸热热, HH,t t ,0.65/ 0.65/ 100m100m,垂垂直直混混合合较较强强烈烈。大大气气边边界界层层(摩摩擦擦层层),1.5 1.5 kmkm,污污染染物物扩扩散散稀稀释释主主要要层层; 1.5 1.5 kmkm,自自由大气。由大气。平平流流层层。10 10 55 55 kmkm,大大气气质质量量24.9 24.9 ,稀稀薄薄,干干燥燥。22km22km为为同同温温层层,HH,t t =C=C。 222225km25km臭臭氧氧层层,吸

7、吸热热, HH,t t ,竖竖直直混混合合微微弱弱,处处于于平平流流运动。运动。中中间间层层。 80km80km,质质量量1010-3-3。 HH,t t ,对流强烈,垂直方向混合明显。,对流强烈,垂直方向混合明显。暖暖层层(电电离离层层)。800km800km,质质量量1010-5-5。强强烈烈紫紫外外线线下下, HH,t t ,昼昼夜夜变化大。电离层。变化大。电离层。总结软件算量软件算量并不是说完全抛弃了手工算量的思想。无论是手工算量,还是软件算量,我们所要的量无非是长度、面积、体积。实际上,图形算量软件是将手工的思路完全内置在软件中,只是将过程利用软件实现,依靠已有的计算扣减规则,利用计

8、算机这个高效的运算工具快速、完整的计算出所有的细部工程量,让大家从繁琐的背规则、列式子、按计算器中解脱出来。软件中层高确定高度;轴网确定位置;属性确定截面。我们只需把点形构件、线形构件和面形构件画到软件当中,就能根据相应的计算规则快速、准确的计算出所需要的工程量。下图是软件操作的基本流程,按图上的操作步骤我们可以轻松的将复杂的工程量计算出来,满足工程招投标及结算审核的需要。 (2)算量软件是如何算量的算量软件是如何算量的 软件算量并不是说完全抛弃了手工算量的思想。实际上,软件算量是将手工的思路完全内置在软件中,只是将过程利用软件实现,依靠已有的计算扣减规则,利用计算机这个高效的运算工具快速、完

9、整的计算出所有的细部工程量,让大家从繁琐的背规则、列式子、按计算器中解脱出来。2 2、气象要素、气象要素气气象象要要素素:气气压压、气气温温、气气湿湿、云云、风风、能能见见度度以以及及太太阳阳辐辐射射等等。风风和和湍湍流流运运动动直直接接影影响响污污染染物物扩扩散散,气气温垂直分布又制约着风场与湍流结构。温垂直分布又制约着风场与湍流结构。(1 1). . 气压气压 大大气气压压强强,PaPa(mbarmbar、PaPa)。273K273K,45450 0海海平平面面,p p0 0=1013.25hPa=1013.25hPa为标准大气压为标准大气压。HH,pp。(2 2). . 气温气温 1.5

10、 m 1.5 m处百叶窗内测量到的大气温度。处百叶窗内测量到的大气温度。(3 3). . 气湿气湿 大大气气湿湿度度,空空气气水水蒸蒸气气含含量量。绝绝对对湿湿度度、水水蒸蒸气气分分压压、露露点、相对湿度和比湿。点、相对湿度和比湿。(4 4). . 云云 微小水滴或冰晶构成的汇集物质。云云吸吸收收或或反反射射太太阳阳的辐射,反映了气象要素的变化和大气运动的状况。的辐射,反映了气象要素的变化和大气运动的状况。云云量量:云云遮遮蔽蔽天天空空的的份份额额。我我国国将将视视野野天天空空分分1010等等分分,阴阴天天为为1010;晴天为;晴天为0 0。云云高高:云云底底距距地地面面的的高高度度。低低云云

11、 2500m2500m;中中云云250025005000m5000m;高云;高云5000m5000m。(5 5). . 能见度能见度 正正常常视视力力,从水平方向中能够看到或辨认出目标物的最大距离。反反映映大大气气混混浊浊/ /透透明明的的程程度度。1010个个级级别别,0 0级级50m50m,9 9级级50km50km。 (6). 风 空气在水平方向的运动。风向:风的来向。用16或8个方位表示。用角度表示,北风为0o,顺时针方向夹角称为风向角。风速:单位时间水平运动的距离。距地10m,一定时间内观测到的平均值。自由大气为水平匀速运动。大气边界层,H,u 日变化日变化。日出:地面吸热,大气上升

12、运。日出:地面吸热,大气上升运动,上下混合强烈,下层风大,高层风小;动,上下混合强烈,下层风大,高层风小;夜间:地面冷却,湍流停止,下层风小,夜间:地面冷却,湍流停止,下层风小,高层风大。高层风大。 海海陆陆风风。陆陆地地和和海海洋洋差差异异产产生生的的热热力力效效应应,日日变变化化。陆陆地地热热容容量量海海水水,地温升、降快。地温升、降快。 海海风风:白白天天,陆陆地地气气温温海海洋洋,陆陆地地空空气气上上升升,低低层层气气压压海海上上。下下层层空空气气从从海海面面陆陆地地,高高层层空空间间由由陆陆地地海海洋洋,形形成成闭闭合合环流;环流;陆风陆风:夜间,陆地气温海洋,海洋空气上升,低层气压

13、夜间,陆地气温海洋,海洋空气上升,低层气压陆地。下层空气从陆地陆地。下层空气从陆地海洋,高层空间由海洋海洋,高层空间由海洋陆地,陆地,形成闭合环流。形成闭合环流。季季风风:海海、陆陆差差异异热热力力效效应应,四季周期变化的大气环流,影响范围比海陆风大得多。影响范围比海陆风大得多。夏夏季季:大大陆陆气气温温海海洋洋,低低层层空空气气从从海海洋洋大大陆陆,高高层层相相反反流动,类似于白天海风环流。东南风(太平洋高压控制)流动,类似于白天海风环流。东南风(太平洋高压控制)冬冬季季:大大陆陆气气温温海海洋洋,低低层层空空气气从从大大陆陆海海洋洋,类类似似于于夜夜间陆风环流。西北风(蒙古高压控制)间陆风

14、环流。西北风(蒙古高压控制) 。 峡峡谷谷风风:气气流流从从开开阔阔地地区区进进入入流动截面积缩小的的狭狭窄窄峡峡谷口,气流加速而形成的强风。谷口,气流加速而形成的强风。 山谷风:山区地理差异产生热力作用,日变化。山谷风:山区地理差异产生热力作用,日变化。谷风谷风:白天,山坡吸热强,气温高,空气上升,从谷底沿山:白天,山坡吸热强,气温高,空气上升,从谷底沿山坡向上流动。谷底上空气流下降,形成热力循环。(阴风)坡向上流动。谷底上空气流下降,形成热力循环。(阴风)山风山风:夜间,山坡冷却快,气温低,空气密度大,沿山坡向:夜间,山坡冷却快,气温低,空气密度大,沿山坡向谷底流动。谷底流动。 3、大气温

15、度的垂直分布(1 1). . 气温(垂)直(递)减率气温(垂)直(递)减率 实际大气的气温沿垂直高度的变化率实际大气的气温沿垂直高度的变化率 (2 2). . 大气的温度层结大气的温度层结 标准大气:对流层下层标准大气:对流层下层 0.3-0.4/100m 0.3-0.4/100m 中层中层 0.5-0.6/100m 0.5-0.6/100m 上层上层 0.65-0.75/100m 0.65-0.75/100m递递减减层层结结。HH,tt,0 0。晴晴朗朗白白天天,风风力力较较小小。空空气气团团降降温温速速度度慢慢,加速上升,不稳定。加速上升,不稳定。等等温温层层结结。HH,t tC C, 0

16、 0。阴阴天天、多多云云、大大风风。空空气气团团降降温温速速度度快快,上上升升运运动动将将减减速速并并转转而而返回,趋于稳定。返回,趋于稳定。逆温层结。逆温层结。 H H,tt,0 0。大气在竖直方向基本停滞,。大气在竖直方向基本停滞,强稳定状态。对大气污染扩散影响极大。强稳定状态。对大气污染扩散影响极大。干绝热递减率干绝热递减率(干空气温度绝热垂直递减率)(干空气温度绝热垂直递减率): : 干干空空气气块块或或在在升升降降过过程程中中未未发发生生水水蒸蒸汽汽相相变变的的湿湿空空气气块块绝绝热热升升降降单单位位距距离离(通通常常取取100m100m)温温度度降降升升的的数数值值称称为为干干绝绝

17、热热递递减率。以减率。以d d表示:表示:式中:i代表气块的参数,以区别与周围的气体; d表示干空气;干绝热过程中,气块每上升或下降100m,温度约降低或升高0.98K。一般情况下,空气块在大气中是不饱和的,所以它们在大气中升降时的温度变化都近似等于d4、大气的稳定度 (1 1). . 大气稳定度大气稳定度 大气在垂直方向上的稳定程度。 外力使气块上升或下降外力使气块上升或下降气块去掉外力气块去掉外力气块减速,有返回趋势,稳定气块减速,有返回趋势,稳定气块加速上升或下降,不稳定气块加速上升或下降,不稳定气块停在外力去掉处,中性气块停在外力去掉处,中性不稳定条件下有利于扩散不稳定条件下有利于扩散

18、定性描述定性描述定量判断定量判断 则有则有判据:判据: 21l逆温不利于扩散逆温不利于扩散辐射:辐射: 1). 1). 辐射逆温:辐射逆温: 地面白天加热,大气自下而上变暖;地面白天加热,大气自下而上变暖; 地面夜间变冷,大气自下而上冷却地面夜间变冷,大气自下而上冷却 太阳 地球 :短波 地球 大气层:长波 大气吸收长波强大气吸收长波强(2 2)逆温)逆温22逆温逆温l辐射逆温的生消过程辐射逆温的生消过程23逆温逆温2).2).下沉逆温下沉逆温 (多在高空大气中,高压控制区内)(多在高空大气中,高压控制区内) 很厚的气层下沉很厚的气层下沉 压缩变扁压缩变扁 顶部增温比底部多顶部增温比底部多24

19、3).3).平流逆温平流逆温 暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成暖空气平流到冷地面上而下部降温而形成4).).湍流逆温湍流逆温 下层湍流混合达下层湍流混合达 上层出现过渡层上层出现过渡层 逆温逆温 逆温逆温25逆温逆温5).5).锋面逆温锋面逆温 冷、暖气团相遇冷、暖气团相遇冷暖间逆温冷暖间逆温 暖气上爬,形成锋面暖气上爬,形成锋面逆温对大气的影响逆温对大气的影响逆温对不同城市的影响逆温对不同城市的影响28l波浪型(不稳)波浪型(不稳)l锥型(中性锥型(中性oror弱稳)弱稳)l扇型(逆温)扇型(逆温)l爬升型(下稳,上不稳)爬升型(下稳,上不稳)l漫烟型(上逆、下不稳)漫烟型(上逆、下不稳

20、) (3)(3)烟流型与大气稳定度的关系烟流型与大气稳定度的关系 (4). 大气稳定度的分类 与天气现象、时空尺度、地理条件密切相关与天气现象、时空尺度、地理条件密切相关. .帕斯奎尔(帕斯奎尔(PasquillPasquill)法:)法: 根根据据风风速速、太太阳阳辐辐射射、夜夜间间云云量量状状况况,将将稳定度分为AF六个级别(极极不不稳稳定定、不不稳稳定定、弱弱不不稳稳定定,中中性性、弱弱稳稳定定、稳定)。稳定)。 常常规规气气象象资资料料确确定定,简简单单易易行行,但但没没有有确确切切描描述述太太阳阳辐辐射射强度,云量的确定也不准确,粗略。强度,云量的确定也不准确,粗略。特纳尔特纳尔(T

21、urner)(Turner)法:法: 根根据据太太阳阳高高度度角角h h和和云云量量(10(10分分制制) ),确确定定太太阳阳辐辐射射等等级级,再由太阳辐射等级和风速确定大气稳定度的级别。再由太阳辐射等级和风速确定大气稳定度的级别。二、 大气污染物扩散模式1.1.湍流扩散的基本理论湍流扩散的基本理论2.2.高斯扩散模式高斯扩散模式3.3.污染物浓度的估算方法污染物浓度的估算方法4.4.特殊气象条件下的扩散模式特殊气象条件下的扩散模式5.5.城市及山区的扩散模式城市及山区的扩散模式1、 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

22、 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.湍流统计理论泰勒正态分布萨顿实用模式高斯模式高斯模式 3.相似理论 1、 湍流扩散的基本理论2、 高斯扩散模式高斯模式的有关假定高斯模式的有关假定坐标系坐标系 右手坐标,右手坐标,y y为横风向,为横风向,z z为垂直向为垂直向四点假设四点假设 a a污染物浓度在污染物浓度在y y、z z风向上分布为正态分布风向上分布为正态分布b b全部高度风速均

23、匀稳定全部高度风速均匀稳定c c源强是连续均匀稳定的源强是连续均匀稳定的d d扩散中污染物是守恒的(不考虑转化)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有有效效源源高高烟囱实体高度烟囱实体高度表示水平和垂直方向上的高斯分布的坐标系水平分布水平分布垂垂直直分分布布高斯烟流的形态高斯烟流的浓度分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,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,最大浓度及落地点距离最大浓度及落地点距离最大浓度及落地点距离最大浓度及落地点距离高架连续点源扩散镜像全反射-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

24、物扩散模式粒径小于15m的颗粒物可按气体扩散计算大于15m的颗粒物:倾斜烟流模式粒径范围粒径范围/m15303147487576100平均粒径平均粒径/m22386085反射系数反射系数0.80.50.30表表4-14-1地面反射系数地面反射系数3、 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1.1.烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算 初始动量:初始动量: 速度、内径速度、内径烟温度烟温度 浮力浮力烟气抬升烟气抬升烟气抬升高度的计算变平阶段瓦解阶段浮生阶段喷出阶段烟气抬升的各个阶段烟气抬升高度的计算抬升高度计算式(1)有风时,中性和不稳定条

25、件下烟气抬升高度H(m),又分三种情况 (计算公式略) (2)有风时,稳定条件下: (3)静风和小风时扩散参数的确定大气稳定度分类,采用修订的帕斯圭尔稳定度分类法(PS),共划分AF六个等级1 1- -横向扩散回归指数;横向扩散回归指数;2 2- -铅直扩散回归指数;铅直扩散回归指数;1 1- -横向扩散参数回归系数;横向扩散参数回归系数;2 2- -铅直扩散参数回归系数;铅直扩散参数回归系数;X-X-距排气筒下风向的水平距离,距排气筒下风向的水平距离,m.m.4、 特殊气象条件下的扩散模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

26、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个像熏烟型扩散模式假设:D换成hf(垂向均匀分布);q只包括进入混合层部分,则仍可用上面公式熏烟型扩散模式5、 城市及山区扩散模式城市大气扩散模式1.线源扩散模式城市大气扩散模式2.面源扩散模式大气排放规范里规定条件:烟囱高15m以下;单个排放量0.04t/h三、 影响大气扩散的若干因素 一、气象因子(大气稳定度、风)一、气象因子(大气稳定度、风)1.1.大气稳定度大气稳定度 与与气气温温层层结结有有关关。越越不不稳稳定定,扩扩散散越越快快。稳稳定定度度不不同同,扩扩散型态也不一样,从而形成以下散型态也不一样,

27、从而形成以下5 5这种这种典型烟云典型烟云:波波浪浪型型:不不稳稳定定。即即 0 0, d d。湍湍流流强强烈烈,左左右右剧剧烈烈翻翻卷卷的的波波浪浪状状,晴朗白天。地面落地浓度较高,最大浓度点距排放源较近。晴朗白天。地面落地浓度较高,最大浓度点距排放源较近。锥锥型型:中中性性或或弱弱稳稳定定。 0 0, d d。扩扩散散能能力力弱弱于于波波浪浪型型,圆圆锥锥形形扩扩散,阴白天散,阴白天/ /强风夜间。输送距离较远,落地浓度较低。强风夜间。输送距离较远,落地浓度较低。带型(扇扇型型):逆逆温温稳稳定定。 0 0, d d。无无湍湍流流,水水平平缓缓慢慢扩扩散散,弱弱风晴朗夜晚和早晨。不易扩散,

28、输送较远。地面污染与源高有关。风晴朗夜晚和早晨。不易扩散,输送较远。地面污染与源高有关。 爬爬升升型型(屋屋脊脊型型)。上上不不稳稳定定, 0 0;下下稳稳定定, 0 0。有有辐辐射射逆逆温温日日落落前前后后,地地面面浓度小。浓度小。 熏熏烟烟型型(漫漫烟烟型型)。上上稳稳定定, 0 0;下下不不稳稳定定, 0 0。日日出出之之后后,辐辐射射逆逆温温消消失失时时。地面污染最严重。地面污染最严重。 2. 2. 风风l 污污染染源源下下风风向向的的污污染染程度较严重程度较严重。C1/uC1/u,uu,CC,污染轻。污染轻。l某某城城市市SOSO2 2浓浓度度观观测测数数据据:u u2 23 3,S

29、OSO2 2;u u2 23 3,SOSO2 2基基本本不不变变,风速扩散影响甚微。风速扩散影响甚微。 二、地理环境的影响 ( 地形状况、地面物体地形状况、地面物体 )1 1、地形状况、地形状况 陆陆地地、海海洋洋、平平地地、山山地地扩扩散散产产生生不不同同影影响响。 局局部部地地形形的的热热力力作用促使形成地方风,最终影响污染物扩散。作用促使形成地方风,最终影响污染物扩散。海陆风海陆风:形成局部环流,抑制向远处扩散。例如:形成局部环流,抑制向远处扩散。例如白白天天(海海风风),海海岸岸附附近近的的污污染染物物从从高高空空向向海海洋洋扩扩散散出出去去,随随着着海海风风环环流流回回到到内地;内地

30、;日出、日落后,海风与陆风交替,大气相对稳定,甚至逆温;日出、日落后,海风与陆风交替,大气相对稳定,甚至逆温;季风与海陆风交汇,东南沿海夏季风,夜间与陆风相遇,污染物浓度也较高季风与海陆风交汇,东南沿海夏季风,夜间与陆风相遇,污染物浓度也较高。山谷风山谷风:形成局部环流,污染物在环流中长时间滞留。:形成局部环流,污染物在环流中长时间滞留。峡谷风峡谷风:不利于污染物的扩散,并造成峡谷下游地区的污染。不利于污染物的扩散,并造成峡谷下游地区的污染。2. 2. 地面物体地面物体热热岛岛效效应应:城城市市人人口口、工工业业集集中中。消消耗耗燃燃料料成成为为热热源源,建建筑筑材材料料热热容容量量高高,白白

31、天天吸吸收收热热不不宜宜冷冷却却,成成为为蓄蓄热热体体。tt城城市市t t郊郊区区,夏夏季季1.51.5,冬冬季季77。城城市市热热气气流流上上升升,乡乡村村冷冷空空气气侵侵入入,形形成成城城乡乡环环流流。加加强强湍湍流流,有有助助于于源源附附近的扩散,但环流使周围污染物回流。近的扩散,但环流使周围污染物回流。 街道和建筑吸吸放放热热不不均均匀匀,形形成成小小型型环环流流。如如白白天天屋屋顶顶吸吸热热强强,街街道道受受热热弱弱,屋屋顶顶热热空空气气上上升升,街街道道上上冷冷空空气气下下降降,构成谷风式环流。晚晚上上反反向向形形成成山风式环流。影影响响街街道道扩扩散能力(汽车)。散能力(汽车)。

32、源附近高大建筑物。建筑物使风速减小,还还会会引引起起局局部部环环流流的的扩扩散散。如如建建筑筑物物背背面面气气流流下下沉沉,并并在在地地面面处处形形成成返返回回气流,产生涡流。气流,产生涡流。三、污染物特征的影响 除除扩扩散散外外,不不同同性性质质污污染染物物还还存存在在沉沉降降、化化合合分分解解等等净净化化作作用用。干沉积、湿沉积、放射性衰变。干沉积、湿沉积、放射性衰变。干干沉沉积积。重重力力沉沉降降:粒粒子子dd,沉沉降降vv,应应考考虑虑l0ml0m颗颗粒粒的的沉沉降降速速度度;下下垫垫面面清清除除作作用用:l0ml0m污污染染物物碰碰到到下下垫垫面面的的地地面面、水水面面、植植物物与与

33、建建筑筑物物等等,因因碰碰撞撞、吸吸附附、静静电电吸吸引引或或动动物物呼呼吸吸等作用被逐渐从烟流中清除出来等作用被逐渐从烟流中清除出来( (计算时可不考虑计算时可不考虑) )。湿沉积湿沉积。水汽凝结物与降水的净化作用。水汽凝结物与降水的净化作用。放放射射性性衰衰变变。放放射射物物质质可可能能产产生生的的衰衰变变现现象象。可可能能减减少少某某种种污污染染物物,但但也也可可能能增增加加新新的的污污染染物物。非非常常复复杂杂,尚尚未未掌掌握握它它们们对对污染物浓度变化的规律性。污染物浓度变化的规律性。 四、 烟囱高度及厂址(一)、烟囱高度的设计方法(一)、烟囱高度的设计方法高高烟烟囱囱的的作作用用:

34、克克服服流流动动pp(自自然然通通风风);污污染染散散逸逸到高空,降低浓度。到高空,降低浓度。1. 1. 烟囱高度对烟气扩散的影响烟囱高度对烟气扩散的影响 地地面面浓浓度度C Cmaxmax与与H H2 2成成反反比比。C(C(高高h h2 2) )C(C(低低h h1 1) ),长长距距离离后后逐逐渐渐接接近近。X Xmaxmax(h(h2 2) )X Xmaxmax(h(h1 1) ),C Cmaxmax(h(h2 2) )C Cmaxmax(h(h1 1) ) 。高高烟烟囱囱使使下下风风处处约约10 10 kmkm的的烟烟气气浓浓度度都都降降低低,距离再远则影响程度接近。距离再远则影响程

35、度接近。 2. 2. 烟囱高度的设计烟囱高度的设计 烟烟囱囱达达到到一一定定高高度度后后,增增加加高高度度对对落落地地浓浓度度降降低低已已无无明明显显作作用用,而而烟烟囱囱的的造造价价也也近近似似地地与与烟烟囱囱高高度度的的平方成正比。平方成正比。 烟囱高度设计的基本要求是:烟囱高度设计的基本要求是: 在在排排放放源源造造成成的的地地面面C Cmaxmax不不超超过过国国家家规规定定的的标标准准数值下,使得建造数值下,使得建造投资费用最小投资费用最小。 3. 影响烟囱设计高度的因素 计计算算公公式式。各各种种公公式式对对地地形形、气气象象条条件件依依赖赖性性强强,计计算算差别大。选择适合相应条

36、件的公式。差别大。选择适合相应条件的公式。 气象参数气象参数。风风 速速 : uu, 扩扩 散散CCmaxmax;但但uu使使得得H H C Cmaxmax(抬抬升高度减小)升高度减小)存存在在一一C Cmaxmax最最大大值值的风速。的风速。危险风速危险风速烟烟流流出出口口速速度度V VS S。 V VS S ,H H 、C Cmaxmax。一一般般要要求求V VS S /u /u1.51.5。可采用集合式烟囱以提高。可采用集合式烟囱以提高V VS S 。烟烟气气的的干干、湿湿沉沉降降。为为避避免免建建筑筑物物造造成成的的干干、湿湿沉沉降降现现象象,而而导导致致烟烟囱囱地地区区污污染染增增加

37、加。要要求求:烟烟囱囱与与建建筑筑物物相相距距约约2020倍倍h h;(烟烟囱囱高高度度)h h 2.52.5倍倍建建筑筑物物高高度度;排放粉尘烟囱,排放粉尘烟囱, h h15m15m, V VS S 202030m/s.30m/s.烟烟囱囱的的散散热热。尽尽量量减减少少烟烟道道与与烟烟囱囱的的散散热热,以以提提高高出出口口烟烟温温,增增加加热热力力抬抬升升能能力力。如如,排排烟烟温温度度150150, u u 5 5 m/sm/s,每每提提高高11烟烟气气温温度度热热力力抬抬升升高高度度增加约增加约1.5m1.5m。 (二)、厂址的选择 从从环环境境保保护护出出发发,合理的厂址为:本本底底环

38、环境境污污染染物物浓浓度度低低,大大气气扩扩散散能能力力强强,污污染染物物可可输输送送到到对对人人类类影影响响小小或或污污染染危危害害轻轻的的地方。地方。1. 1. 本底环境浓度本底环境浓度 选选择择本本底底环环境境浓浓度度小小的的地地区区,已已超超过过、或或将将超超过过国国家家大大气气环环境境质质量标准规定的地区不宜建厂。量标准规定的地区不宜建厂。2. 2. 风向和风速风向和风速 考虑区域的考虑区域的风向频率f。 厂址应设置厂址应设置在污染受体最小频率风向的上侧,使受体污染时间最少;,使受体污染时间最少; 减少各企业之间发生重叠污染,不不宜宜将将各各污污染染源源布布置置在在最最大大频频率率风

39、风向一致的直线上;向一致的直线上; 厂址设置在对农作物损害最小的厂址设置在对农作物损害最小的最大频率下风。 l 按按 f f 考虑,只能保考虑,只能保证受污染时间最短证受污染时间最短,但不能确保污染程度最轻,但不能确保污染程度最轻l污污染染系系数数 f f / / u u综综合合考考虑虑 f f 和和风风速速 u u。某某方方位位f f,u u,下风向污染程度轻。下风向污染程度轻。l空空气气污污染染系系数数综综合合了了风风向向和和风风速速的的作作用用,代代表表了了某某方方位位下下风风向向空空气气污污染染的程度的程度污染源设在最小的方位的上风向。3. 温度层结 对对大大气气稳稳定定度度出出现现频频率率进进行行分分析析。注意逆温:低低排排放放源源不不宜宜建建在在近近地地层层逆逆温温频频率率高高、持持续续时时间间长长的的地地区区。其其它它气气象象条条件件:低低云云、雾多易形成污染,降水多净化空气。雾多易形成污染,降水多净化空气。4. 地形 低洼区,排放源低洼区,排放源H H农田、居民区高度。农田、居民区高度。山坡,山坡, H H湍流区及湍流区及下坡风的厚度下坡风的厚度。低风速山谷,低风速山谷,H H谷内静风、微风高度。谷内静风、微风高度。大型水域与山地毗邻(形成局部环流),不利于扩散,不宜建厂。大型水域与山地毗邻(形成局部环流),不利于扩散,不宜建厂。

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