燃燒及煙氣擴(kuò)散-認(rèn)識煙氣的擴(kuò)散（大氣污染控制）

3主要?dú)庀笠兀?）氣溫距離地面1.5m高處百葉箱中的空氣溫度

T（K）=T（℃）+273T（F）=9T(℃)/5+32（2）氣壓

近底層中每升高100m，氣壓平均下降1240Pa1Pa=1N/m21atm=101325Pa=101.325kPa=760mmHg（3）氣濕

絕對濕度：1m3濕空氣中含有的水汽質(zhì)量（kg）

相對濕度：絕對濕度ρw與同溫度下飽和空氣的絕對濕度ρv之百分比。ρw=Pw/RwTφ=ρw/ρv×100%=Pw/Pv×100%P64T1含濕量:濕空氣中1kg干空氣所包含的水汽質(zhì)量(kg)露點(diǎn):在一定氣壓下空氣中的水汽達(dá)到飽和狀態(tài)時的溫度.d=ρw/ρdd-空氣含濕量，kg水汽/kg干空氣ρd-干空氣的密度，kg/m3（4）能見度5（4）風(fēng)向與風(fēng)速（5）云量

無云為0，陰天被云覆蓋為10（6）能見度

視力正常的人能夠從天空背景中看到或辨認(rèn)出目標(biāo)物的最大水平距離。（0-9）（7）降水§3.2污染物濃度的估算§3.2.1實(shí)用的高斯擴(kuò)散模式（1）高斯分布的假設(shè)條件①污染物濃度在y、z軸上的分布符合正態(tài)分布；②在全部空間中風(fēng)速是均勻的、穩(wěn)定的；③污染源的源強(qiáng)是連續(xù)的，均勻的；④在擴(kuò)散過程中，污染物質(zhì)量是守恒的（即污染物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，地面對其起全反射作用，不發(fā)生吸收和吸附作用⑤地表面充分平坦?！?.2污染物濃度的估算§3.2污染物濃度的估算§3.2污染物濃度的估算ρ(x,y,z,H)——任一點(diǎn)污染物的濃度，mg/m3；

Q——源強(qiáng)，單位時間污染源排放的污染物，mg/s；H——有效源排放高度（源高），m；σy——水平（y）方向上任一點(diǎn)煙氣分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差，即水平擴(kuò)散系數(shù)，m；σz——垂直（z）方向上任一點(diǎn)煙氣分布曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差，即垂直擴(kuò)散系數(shù)，m；u——平均風(fēng)速，m/s；高斯連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式§3.2污染物濃度的估算§3.2污染物濃度的估算當(dāng)y=0時，ρ（x，0，z，H）即為煙流中心線上的污染物濃度；當(dāng)z=0時，ρ（x，y，0，H）即為污染物的地面濃度；當(dāng)y=0，z=0時，ρ（x，0，0，H）即為煙流地面中心線上的污染物濃度；當(dāng)z=0，H=0時，ρ（x，y，0，0）即為地面連續(xù)點(diǎn)源的污染物在地面濃度；當(dāng)y=0，z=0，H=0時，ρ（x，0，0，0）即為地面連續(xù)點(diǎn)源地面中心線上污染物濃度。§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素§3.1.1氣象條件對煙氣擴(kuò)散的影響

（1）風(fēng)向風(fēng)速

無風(fēng)或風(fēng)速很小時風(fēng)速較大時候風(fēng)速對污染物擴(kuò)散的影響風(fēng)速的換算14§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素（2）大氣湍流

除風(fēng)向方向外，還存在著各種尺度的次生運(yùn)動，湍流運(yùn)行。

加速污染物擴(kuò)散的速度，湍流擴(kuò)散是分子擴(kuò)散的105-106倍。風(fēng)速越大，湍流越強(qiáng)，污染物的稀釋擴(kuò)散速率就越快，大氣污染物的濃度就越低。（3）大氣穩(wěn)定度氣溫的垂直分布A干絕熱直減率γd=-（dT/dZ）=0.98≈1K/（100m）表示干空氣絕熱每上升100m，溫度下降1K。B氣溫垂直遞減率γ。①遞減層結(jié)氣溫隨高度遞減，γ>0②逆溫層結(jié)氣溫隨高度遞增，γ＜0③等溫層結(jié)氣溫隨高度基本不變，γ=0

對流層大氣的平均狀態(tài)γ=0.65℃/100m判斷γ為2、1.5、0.98、0.8、0、-1時的溫度層結(jié)?！?.1影響煙氣擴(kuò)散的因素C大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度是表示空氣塊在豎直方向的穩(wěn)定程度。

大氣做垂直運(yùn)動的強(qiáng)弱程度；反映大氣是否容易對流。不穩(wěn)定中性穩(wěn)定γ>γdγ=γdγ<γd§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素大氣穩(wěn)定度對大氣污染物擴(kuò)散有重要影響，不穩(wěn)定時擴(kuò)散迅速，地面受到的污染?。粡?qiáng)穩(wěn)定時，易出現(xiàn)逆溫層，使煙氣無法擴(kuò)散，污染物聚集在地面，造成嚴(yán)重污染。判斷γ為2、1.5、0.98、0.8、0、-1時的溫度層結(jié)和穩(wěn)定情況。P64,習(xí)題2從煙流的形狀可以看出大氣穩(wěn)定度和風(fēng)對污染物擴(kuò)散的影響：§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素①波浪型（looping）γ>γd多出現(xiàn)在太陽光較強(qiáng)的晴朗中午，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對流強(qiáng)烈，微風(fēng)，伴隨較強(qiáng)的熱擴(kuò)散。煙羽由連續(xù)及孤立的煙團(tuán)組成，在上下左右方向上擺動很大，呈波浪形，擴(kuò)散速度較快，煙團(tuán)向下風(fēng)向輸送。

②錐型（coning）γ≈

γd大氣處于近中性或弱不穩(wěn)定狀態(tài)。高空風(fēng)較大，擴(kuò)散主要靠熱和動力因子作用。煙羽離開排放口一定距離后，中心軸線仍基本保持水平，外形似一個橢圓錐。擴(kuò)散速度比波浪型低，污染物輸送較遠(yuǎn)?！?.1影響煙氣擴(kuò)散的因素③扇型（fanning）γ<γd在煙囪的出口處于逆溫層中，上下層大氣均屬于強(qiáng)穩(wěn)定狀態(tài)，幾乎無湍流發(fā)生。從上面看，煙羽呈扇形展開，故稱扇型。由于煙羽在垂直方向擴(kuò)散很小，象一條帶子飄向遠(yuǎn)方，因此又稱長帶型。污染物可傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)地方，遇山或高大建筑物阻擋時，污染物不易擴(kuò)散稀釋。當(dāng)有效源高度很低時，在近距離的地面上會造成嚴(yán)重污染。④爬升型（lofting）上γ>γd

下γ<γd多出現(xiàn)在日落后，地面有輻射逆溫，大氣穩(wěn)定，而高空受冷空氣影響，大氣不穩(wěn)定。煙羽的下側(cè)邊緣清晰，呈平直狀，而上部出現(xiàn)湍流擴(kuò)散，又稱上揚(yáng)型。若煙囪高度處于不穩(wěn)定層時，煙氣中污染物不向下擴(kuò)散，一般來說不會對地面造成污染。

§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素⑤漫煙型（trapping）上γ<γd

下γ>γd多發(fā)生在日出之后的8~10時之間，由于地面增熱，低層空氣被加熱，使下層輻射逆溫被逐漸破壞，而此時上層大氣仍處于逆溫狀態(tài)。煙囪上面的逆溫層就象一個“鍋蓋”，阻止煙氣向上擴(kuò)散，大量下沉，因此又稱下噴形。在污染源附近的下風(fēng)向，地面污染物濃度很高，造成嚴(yán)重污染。通過觀察煙型試判斷大氣穩(wěn)定情況?！?.1影響煙氣擴(kuò)散的因素§3.1.2下墊面（地形）對煙氣擴(kuò)散的影響（1）城市下墊面對煙氣擴(kuò)散的影響城市風(fēng)城市下墊面特點(diǎn)：

1、人口密集、工業(yè)集中，能耗高

2、城市覆蓋物比熱容小

3、籠罩煙霧和CO2，削弱輻射作用

城市年平均氣溫比農(nóng)村高0.4-1.5℃，有時6-8℃。城市風(fēng)將郊區(qū)污染物吹向城市中心。丘陵對煙氣擴(kuò)散的影響§3.1影響煙氣擴(kuò)散的因素(2)地形對大氣擴(kuò)散的影響丘陵的背風(fēng)面形成渦流，出現(xiàn)嚴(yán)重污染。微風(fēng)或無風(fēng)的夜間凹地容易形成逆溫層