高斯扩散模式
c.源强是连续均匀稳定的
高斯扩散模式的坐标系 d.扩散中污染物是守恒的(不考虑转化)
高架连续点源扩散模式
在x,y,z坐标处,来自连续点源,沉降速度可以忽略的气体或 气溶胶粒子(一般指粒径小于20μm的粒子)的浓度由下式给出:
上式中:
ū — 平均风速,m/s; q—源强,核素活度释放率,Bq/s。 δy—侧向扩散参数,污染物在y方向烟羽浓度分布的标准差,m; δz—竖向扩散参数,污染物在z方向烟羽浓度分布的标准差,m;
x*=0.33QH
u
6 / 5
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
( 1 ) 当 Q H 2 1 0 0 k W 和 (Ts Ta ) 3 5 K 时 H n 0Q H n1 H Q H = 0 .3 5 Pa Q V
s n2
1
(H
2
2 (1 .5 v s D 0 .0 1 Q H ) u ( 4 ) 当 1 0 m 高 处 的 年 平 均 风 速 小 于 或 等 于 1 .5 m / s 时 H = H = 5 .5 Q H 1 / 4 ( d Ta 0 .0 0 9 8 ) 3 / 8 dz
2)
式中 vS—烟流出口速度,m/s; D—烟囱出口内径,m; u—烟囱出口的环境平均风速,m/s; Ts—烟气出口温度,K; Ta—环境平均气温度,K; Qh—烟囱的热排放率,kW。
Holland公式比较保守,特别在烟囱高、热释放率比较强的 情况下
Briggs公式:适用不稳定及中性大气条件
当QH 21000kW时 x 10 H s x 10 H s
u
1
T Ts H 1)
T Ta Ts
(2)当1700 kW Q H 2100 kW 时 Q H 1700 400 2 (1 .5 v s D 0 .0 1 Q H ) 0 .0 4 8 ( Q H 1 7 0 0 ) H 1= u u (3)当 Q H 1700 kW 或 T 35K 时 H =H
――抬升高度
烟气抬升
初始动量: 速度、内径 烟温度 ->浮力
由于烟流抬升受诸多因素的相互影响,因此烟流抬升高 度Δh的计算尚无统一的理想的结果。在30多种计算公式中, 应用较广适用于中性大气状况(稳定时减小,不稳时增加10 %~20%)的霍兰德(Holland)公式如下:
H vs D T T 1 (1.5 2.7 s a D) (1.5vs D 9.6 10 3 QH ) Ts u u
扩散参数的确定( y
z
)
P-G曲线法
P-G曲线Pasquill常规气象资料估算 Gifford制成图表
根据常规资料确定稳定度级别
利用扩散曲线确定 和
y
z
a
b
P-G曲线的应用
地面最大浓度估算
a b
高架连续点源扩散模式
地面浓度模式:取z=0代入上式,得
地面轴线浓度模式:再取y=0代入上式
H2 c( x,0,0, H ) exp( 2 ) 2 z πu y z q
y2 H2 c( x, y ,0, H ) exp( 2 ) exp( 2 ) 2 y 2 z πu y z q
地面最大浓度模式:
考虑地面轴线浓度模式
H2 c( x,0,0, H ) exp( 2 ) 2 z πu y z q
z 增大,第一项减小,第二 上式,x增大,则 y 、 项增大,必然在某x 处有最大值
高架连续点源扩散模式
地面最大浓度模式(续):
设
y z const (实际中成立) dc( x,0,0, H ) 0 d z
某核设施污染源排放的 85Kr气体量为80Bq/s,有 效源高为60m,烟囱出 口处平均风速为6m/s。 在当时的气象条件下, ) / m 3 500m处 正下风方向 的 , 试求正下风方向500m处 85Kr气体量的地面浓度。
y 35.3m, z 18.1m
解:
高斯扩散模式
高斯模式的有关假定 坐标系 原点为高架点源排放点在地面的投影点,x轴正 方向为平均风向, y 为横风向,在水平面上垂 直于 x 轴, z轴垂直于水平面 xoy ,向上为正向。 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
2q z 2 πuH e y
P51-P56
由此求得
cmax
z |x x
cmax
H 2
污染物浓度的估算
计算或实测 u 平均风速 多年的风速资料 H 有效烟囱高度 、 扩散参数
y
z
q 源强
1.烟气抬升高度的计 ――烟囱几何高度
H
当QH 21000kW时 x 3x * x 3x * H =0.362QH
3/5 1/3
H =0.362QH x u
1/3 2/3 1/3 2/3
1 1
H =1.55QH H s u
x
1/3
u
1
H =0.332QH 3/5 H s 2/5 Hs
3/5