3.2烟气的扩散.ppt
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1、大气污染控制工程李广超 l3.3.13.3.1烟气抬升现象烟气抬升现象3.3烟气抬升高度烟气抬升高度3.33.3烟气抬升高度烟气抬升高度 根据大量的观测事实和定性分析,烟气抬升大体上分为以下四个阶段:(1)喷出阶段(2)浮升阶段(3)瓦解阶段(4)变平阶段 3 33 32 2 烟气抬升高度的计算烟气抬升高度的计算 烟囱有效高度(Effective Stack Height)是指从烟囱排放的烟云距地面的实际高度,它等于烟囱(或排放筒)本身的高度(Hs)与烟气抬升高度H之和,即 常见的计算式有:霍兰德(Holland)公式、布里格斯(Briggs)公式、卢卡斯(Lucas)公式、康凯维(Conca
2、we)公式、T.V.A 公式和我国国家标准中推荐的计算公式。3.3烟气抬升高度烟气抬升高度(1)霍兰德(Holland)公式 在中性条件下,烟气抬升公式表示如下。H烟气抬升高度,m;us 烟囱排出口处的排烟速度,m/s;Ds 烟囱排出口的内径,m;烟囱口高度上的平均风速,m/s Ts烟气出口的温度,K;Ta环境大气平均温度,K;QH 烟气热排放率,kJ/s。3.3烟气抬升高度烟气抬升高度l霍兰德公式适用于中性大气条件中性大气条件,若用于计算不稳定条件下的烟气抬升高度时,实际抬升高度应比计算值增加增加10%20%;若用于计算稳定条件下的烟气抬升高度时,实际抬升应比计算值减小减小10%20%。【例
3、例3-1】某工厂动力锅炉烟囱高35m,烟囱出口直径3m,烟气初始速度为10m/s,烟气温度为473K,烟囱出口处周围环境风速为5m/s,大气温度为295K,试用霍兰德公式计算烟气最大抬升高度及有效源高度。3.3烟气抬升高度烟气抬升高度3.3烟气抬升高度烟气抬升高度解解:Hs=35m,Ds=3m,us=10m/s,=5m/s,Ts=473K,Ta=295K 有效源高度:H=Hs+H=35+27=62(m)(2)Briggs公式:适用不稳定及中性大气条件3.3烟气抬升高度烟气抬升高度(3)国家标准中规定的计算公式l我国“制订地方大气污染物排放标准的技术方法”(GB/T13201-91)中规定的公式
4、如下。当QH 2100kJ/s,且Ts-Ta35K时,烟气抬升高度可用下式计算。当1700kJ/sQH 2100kJ/s时,烟气抬升高度可用下式计算。3.3烟气抬升高度烟气抬升高度当QH 1700kJ/s或Ts-Ta35K时,烟气抬升高度可用下式计算。QH烟气的热释放率,kJ/s 3.3烟气抬升高度烟气抬升高度Ts烟囱出口处烟气温度,K;Ds烟囱排出口的内径,m;Hs 烟囱几何高度,m;Vs 烟囱排出口处的排烟速度,m/s;QV实际状态下的烟气排放量,m3/s;Ta大气温度,K(取当地气象台站近五年定时观测的平均气温值);Pa大气压力,hPa;烟囱出口高度上的平均风速,m/s;n0烟气热状况及
5、地表系数,由表确定;n1烟气热释放率指数,由表确定;n2 烟囱高度指数,由表确定。3.3烟气抬升高度烟气抬升高度QH/(kJ/s)地表状况n0n1n2QH 2100农村或城市远郊区0.3323/52/5城市及近郊区0.2923/52/51700QH 2100农村或城市远郊区1.4271/32/3城市及近郊区1.3031/32/3 n0,n1,n2值的确定 3.3烟气抬升高度烟气抬升高度【例例3-2】某城市火电厂的烟囱高100m,出口内径5m,出口烟气流速12.7m/s,温度100,流量250m3/s,烟囱出口处的风速4m/s,大气温度20,大气压力为101.3kPa。试确定烟气抬升高度及有效源
6、高度。解解 已知 Hs=100m,QV=250m3/s,Ds=5m,Vs=12.7m/s,Ts=373K,Ta=293K,=4m/s 3.3烟气抬升高度烟气抬升高度3.3烟气抬升高度烟气抬升高度由于2100QH 21000kJ/s,由表3-8,可以确定n0、n1、n2的值分别为0.292、3/5、2/5,烟气抬升高度为193.4m,有效源高度为293.4m。3.43.4污染物浓度的估算污染物浓度的估算3 34 41 1实用的高斯扩散模式实用的高斯扩散模式Gauss(1777,4-1855)x测定值;y表明测定次数趋于无限时,测量值出现的概率密度;总体均值,表示无限个数据的集中趋势(无系统误差时
7、即为真值);总体标准偏差,表明测定值分散的程度。测定结果x落在1范围内的概率是68.3%;测定结果x落在2范围内的概率是95.5%;测定结果x落在3范围内的概率是99.7%;3.43.4污染物浓度的估算污染物浓度的估算(1)坐标系 原点:为无界点源或地面源的排放点,或者高架源排放点在地面上的投影点;x为主风向;y为横风向;z为垂直向3.43.4污染物浓度的估算污染物浓度的估算3.43.4污染物浓度的估算污染物浓度的估算(2)高斯分布的假设条件污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布;在全部空间中风速是均匀、稳定的;污染源的源强是连续的,均匀的;在扩散过程中,污染物质量是守恒的(即污染物不发生化
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