【正文】 層結(jié)的晝夜變化 ， 混合層高度也隨時(shí)間變化 。因此 ， 在空氣污染分析中不僅應(yīng)統(tǒng)計(jì)靜風(fēng)頻率 ， 有條件還要統(tǒng)計(jì)靜風(fēng)持續(xù)時(shí)間 。 。 36 廠址選擇 一 、 選擇廠址所需的氣候資料 氣候資料 是指氣象資料的常年統(tǒng)計(jì)形式 。 61 （ 4 ）其它考慮 ① Hs 為周圍建筑物的 1 .5 ～ 2 .5 倍（避免建筑物背風(fēng)面湍流影響）； ② 煙氣出口速度 Vs 應(yīng)為 20 ～ 3 0 m /s ，并 ?uVs（避免下沉現(xiàn)象）； ③ 分散的煙囪不利于抬升，當(dāng)需要幾個(gè)煙囪時(shí)，盡量采用多筒集合式煙囪。 總之 ， 目前 Hs計(jì)算以錐形模式為主 ， 對超高型煙囪無成熟可靠的方法 。 ④ 封閉型 : 大于 200m的較高煙囪以此型為主 。 近地層中 ， 低矮煙囪發(fā)熱量小的污染源以此煙型為例 ， 并應(yīng)校核逆溫層情況 。 由此得煙囪高度為： 62 10 ???? HPQ eeHPQHees ???? 61059 二 、 煙囪設(shè)計(jì)中的若干問題 ， 正確選用煙囪高度計(jì)算公式。 57 一、煙囪高度的計(jì)算 ? maxC ?u ?（ 4 10 ） ?m a x( 3 2 1 )H H C? ? ? ? ? ? ? ?出現(xiàn)極大值（ ）1 ． BH u?? （代入 s??BHHu2 ． m a x csd 0d ? ? ?C BuHu （ 危險(xiǎn)風(fēng)速危險(xiǎn)風(fēng)速 ））． （代入． （ ））此時(shí) sc2? ? ? ?BHHHua bsm2ssc()2 πe2 πezzyyqqCHBHu??? ? ? ?代入下式可得sc02 π e ( )???zybqHu c c??58 ∵ 由地面最大濃度計(jì)算法 → HS較矮 ， 當(dāng) u＜ ū時(shí) ， 地面濃度超標(biāo)； 由 地面絕對最大濃度計(jì)算法 → HS較高 ， 無論 u多大 ， 地面濃度不超標(biāo) ， 但煙囪造價(jià)高 。 一 、 煙囪高度計(jì)算 煙囪高度的計(jì)算分為： ① 精確計(jì)算法 ； ② 簡化計(jì)算法 。 6 煙囪高度的設(shè)計(jì) 煙囪不單是一排氣裝置 ， 也是控制空氣污染 、 保護(hù)環(huán)境的重要設(shè)備 。 6 、 地面源下風(fēng)向地面軸向濃度 當(dāng) y =0 ， z =0 ， H =0 得： ? ?zyxueQc????0,0,0, uxuH t?29 ? ????????????????????????????????????????????????????????????????????222222,2e x p2e x p2e x p2 ztztyzyHzyxuxuHzuxuHzyuQC??????u t t 0 x H uxt ? → 30 四、顆粒物擴(kuò)散模式 ? 粒徑小于 15μm的顆粒物可按氣體擴(kuò)散計(jì)算 ? 大于 15μm的顆粒物：傾斜煙流模式 地面反射系數(shù) 22( 1 ) ( / )( , , 0 , ) exp ( ) exp [ ]222 π ??? ? ? tyzyza q y H v x uc x y Hu ????2pp18?tdgv ??31 167。 求最大濃度 利用求極值的方法，即0?dxdc， 作一些近于實(shí)際的 假設(shè)常數(shù)）(c o n s tzy???， 即 σy、 σz隨 x 增加的倍數(shù)相同。 可以把 P點(diǎn)污染物濃度看成為兩部分作用之和 ， 一部分實(shí)源作用 ，一部分是虛源作用 。 通常： （ ⅰ ） 瞬時(shí)點(diǎn)源的源強(qiáng)以一次釋放的總量表示； （ ⅱ ） 連續(xù)點(diǎn)源以單位時(shí)間的釋放量表示； （ ⅲ ） 連續(xù)線源以單位時(shí)間單位長度的排放量表示； （ ⅳ ） 連續(xù)面源以單位時(shí)間單位面積的排放量表示 。 食指 — x軸；中指 — y軸；拇指 — z軸 。 ? 將流體的不規(guī)則運(yùn)動視為隨機(jī)運(yùn)動的集合，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法來研究湍流內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，許多基礎(chǔ)理論科學(xué)家就致力于這方面的研究。 ? 圖 變形，這是一種最強(qiáng)的擴(kuò)散過程。理論和方法的運(yùn)用不可分割，應(yīng)該將它們很好地結(jié)合在一起，得出與實(shí)際大氣污染擴(kuò)散相符合的計(jì)算模式。 ? 湍流擴(kuò)散相似理論的基本觀點(diǎn)是，湍流由許多大小不同的湍渦所構(gòu)成，大湍渦失去穩(wěn)定分裂成小湍渦，同時(shí)發(fā)生了能量轉(zhuǎn)移，這一過程一直進(jìn)行到最小的湍渦轉(zhuǎn)化為熱能為止。從原點(diǎn)釋放出的一個(gè)粒子的位置用 y表示，則y隨時(shí)間而變化，但其平均值為零。 6 二、湍流擴(kuò)散理論簡介 ? ： ? 泰勒 (G． I． TaYler)首先應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究湍流擴(kuò)散問題，并于 1921年提出了著名的泰勒公式。菲克認(rèn)為分子擴(kuò)散的規(guī)律與傅立葉提出的固體中的熱傳導(dǎo)的規(guī)律類似，皆可用相同的數(shù)學(xué)方程式描述。 起因有兩種形式 ： ?熱力：溫度垂直分布不均 （ 不穩(wěn)定 ） ?機(jī)械：垂直方向風(fēng)速分布不均勻及地面粗糙度 4 —— 雷諾數(shù) ? 雷諾還找到了由層流運(yùn)動轉(zhuǎn)換到湍流運(yùn)動的判據(jù) —— 雷諾數(shù)（ Re） ? 臨界雷諾數(shù) ? 試驗(yàn)（圓管）表明： ? 當(dāng) Re2022時(shí)的流體流動是 湍流 ? 當(dāng) Re2022時(shí)的流體流動是層流 ? 數(shù)值 Re＝ 2022叫臨界雷諾數(shù) ? 大氣湍流 —— 臨界雷諾數(shù) ? 對于大氣： ? V= 105m2/s ? 若取 L=1m ? 只要 U? 則 Re6000 ? 所以通常認(rèn)為大氣運(yùn)動都是湍流運(yùn)動 ?LURe ?5 二、湍流擴(kuò)散理論簡介 ? 主要闡述湍流與煙流傳播及湍流與物質(zhì)濃度衰減的關(guān)系 ? ? 德國科學(xué)家菲克，在 1855年發(fā)表了一篇題為“論擴(kuò)散”的著名論文。 3 167。 6煙囪高度設(shè)計(jì) 167。 2高斯擴(kuò)散模式 167。 1湍流擴(kuò)散的基本理論 167。 5城市及山區(qū)的擴(kuò)散模式 167。 ?教學(xué)難點(diǎn) ?污染物稀釋擴(kuò)散法控制，污染物濃度估算的高斯模式。 湍流與擴(kuò)散的關(guān)系 把湍流想象成是由許多湍渦形成的 ， 湍渦的不規(guī)則運(yùn) 動而形成它與分子運(yùn)動極為相似 ?！? ? 通過泰勒（ ）與菲克（ A. Fick）擴(kuò)散理論的類比建立起來的。然而由于邊界條件往往很復(fù)雜，不能求出嚴(yán)格的分析解，只能在特定的條件下求出近似解，再根據(jù)實(shí)際情況修正。假定大氣湍流場是均勻、穩(wěn)定的。后來由于許多科學(xué)家的努力，特別是俄國科學(xué)家的貢獻(xiàn)，使湍流擴(kuò)散相似理論得到很大發(fā)展。 ? 利用這些理論進(jìn)行研究時(shí)，常采用數(shù)值分析法、現(xiàn)場研究法和實(shí)驗(yàn)室模擬研究法三種方法。這時(shí)煙團(tuán)主要被湍渦所挾帶，本身增長不大。 ? 雖然這個(gè)理論本身還很粗糙，但能夠解決一些實(shí)際問題 (如物體在流體中運(yùn)行的阻力 )，所以許多應(yīng)用科學(xué)家和工程技術(shù)人員對此比較感興趣 ? 另一種是湍流統(tǒng)計(jì)理論方法 ，即物理上把湍流視為大大小小不同尺度湍渦的迭加，用數(shù)學(xué)來描述則是把湍流看成無窮多個(gè)頻率各異的波迭加而成，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)途徑，來分析研究湍流內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 2高斯擴(kuò)散模式 ? 一、高斯模式的有關(guān)假定 ? ? 坐標(biāo)系取排放點(diǎn) （ 無界源 、 地面源或高架源排放點(diǎn) ） 在地面的投影點(diǎn)為原點(diǎn) ， 主風(fēng)向?yàn)?x軸 ， y軸在水平面內(nèi)垂直于 x軸 ，正方向在 x軸的左側(cè) ， z軸垂直于水平面 ， 向上為正 ， 即右手坐標(biāo)系 。 與空氣中污染物質(zhì)的濃度成正比 ， 它是研究空氣污染問題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 。 地面對污染物的影響很復(fù)雜 ， 如果地面對污染物全部吸收 ， 則 ⑧ 式仍適用于地面以上的大氣 ， 但根據(jù)假設(shè) ④ 可認(rèn)為地面就象鏡子一樣對污染物起全反射作用 ，按全反射原理 ， 可用： “ 像源法 ” 處理這類問題 。 （ 4 ）高架連續(xù)點(diǎn)源正態(tài)分布下 地面濃度擴(kuò)散模式 Z= 0 時(shí)即得地面濃度模式： ? ????????????????????22222e x p2e x p,0,zyzyHyuQHyxC????? 26 （ 5 ）高架連續(xù)點(diǎn)源正態(tài)分布下 地面軸線濃度模式 ? ???????????222e x p,0,0,zzyHuQHxC???? （ 6 ）高架連續(xù)點(diǎn)源正態(tài)分布下 地面最大濃度模式及位置 σy、 σz是 距離 x 的函數(shù)（ 而 x 是 t 的函數(shù)）， 且 隨 x 的增大而增大， 在上式中zyuQ???隨 x 增大而減小， 而?????????222e x pzH?隨