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能源與環(huán)境工程第五章大氣污染擴散-王樹眾-文庫吧資料

2024-10-25 05:19本頁面
  

【正文】 ? ? 2yzqAxu? ? ??? ?22221, , e x p22 y z y zq y zC x y zu? ? ? ? ?????? ? ?????????( 5- 19) C代入 ,由風(fēng)速穩(wěn)定 ① , A與 y、 z無關(guān) , 考慮到 ③ 和 ④ , 積分得 A( x) σy、 σz— 與 大氣穩(wěn)定度有關(guān) , 隨 x增大而增加 。 由正態(tài)分布②,得濃度分布函數(shù)為: ? ?22221, , ( ) e x p2 yzyzC x y z A x??????? ? ?????????C— 濃度; A( x) — 待定系數(shù); σ y、 σ z— 水平 、 垂直方向的擴散系數(shù) 。 圖:源于坐標(biāo)原點 o, 風(fēng)向與 x軸平行 、 正向同向 。 假定 : ① 源強 q均勻連續(xù); ② 風(fēng)速 u均勻恒定; ③ 污染物在 y,Z軸符合正態(tài)分布; ④ 污染物在擴散中質(zhì)量守恒 。 擴散理論 :梯度輸送理論 、 相似理論 、 統(tǒng)計理論 ( 都有較大局限性 ) ( 湍流統(tǒng)計理論體系的 ) 高斯擴散模式 : 排放源:地面源 (Z= 0)、 高架源 (Z=H)。 污染物排入大氣后 , 一方面; ( 1) 隨大氣整體飄移; ( 2) 另一方面 , 從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴散 、 稀釋 。 煙氣在大氣中的擴散 : ( a) 無湍流 , 煙團僅僅依靠分子擴散使煙團長大,擴散速率緩慢; ( b) 煙團尺度 湍渦 邊緣受小湍渦擾動,與周邊空氣混合,緩慢膨脹,煙流呈直線向下風(fēng)運動; ( c) 煙團尺度 ≈ 湍渦, 煙團被迅速撕裂,大幅度變形,快速膨脹,擴散較快,煙流呈小擺幅曲線向下風(fēng)運動; ( d) 煙團尺度<湍渦, 受大湍渦卷吸擾動影響較弱,本身膨脹有限,在大湍渦的夾帶下作較大擺幅的蛇形曲線運動。 機械湍流 -地面摩擦力 使風(fēng)在垂直方向產(chǎn)生速度梯度, 地面障礙物使風(fēng)向與風(fēng)速突然改變。 第二節(jié) 大氣污染物的擴散 一、湍流與湍流擴散理論 1. 湍流: 風(fēng)的強度與方向隨時間不規(guī)則的變化 。 常規(guī)氣象資料確定 , 簡單易行 , 但 沒有確切描述太陽輻射強度 , 云量的確定也不準(zhǔn)確 , 粗略 。 ① ?> 0: ?> ?d, a> 0, 氣團加速 , 不穩(wěn)定; ?= ?d, a= 0, 中性; ?< ?d, a< 0, 氣團減速 , 弱穩(wěn)定 ② ?≤ 0: 等溫 、 逆溫 , 強穩(wěn)定 ?< ?d— 大氣穩(wěn)定性判據(jù) 。到某一位置時消除外力: ① 繼續(xù) 加速向前 運動,不穩(wěn)定大氣; ②勻速運動 ,中性大氣; ③ 逐漸 減速返回 ,穩(wěn)定大氣。 干空氣團絕熱上升時 , 因周圍氣壓減小而膨脹 , 內(nèi)能用于膨脹做功 , 而使其溫度降低;反之 , 當(dāng)氣團絕熱下降時 , 由于外界壓力增大 , 外部壓力對其壓縮做功 , 使其內(nèi)能增加 , 因而氣團溫度上升 . 根據(jù)熱力學(xué)第一定律: 狀態(tài)方程 : 壓力分布: 推導(dǎo)得到: CzfzTr d ?????? )(Wuq ????R dTpvd ?)(0?? pdvdTC vvg d zg d zdpgzp ?????? ??mkmkkkgJ smCpgdzdTr d 1 0 0/1/10)./(1 0 0 5 )/(?????? ?四、大氣的穩(wěn)定度 1. 大氣穩(wěn)定度 大氣在 垂直方向上 的穩(wěn)定程度 。 上層逆溫:離地面數(shù)十米至數(shù)千米的高空。 下沉逆溫:高壓區(qū),某層空氣下沉,使下層空氣被壓縮升溫。晴天夜間,地面冷卻, 離地近,氣溫冷卻快,離地遠, 降溫慢,自地面向上形成輻射逆溫,日出前充分發(fā)展。大氣在豎直方向基本停滯,強穩(wěn)定狀態(tài)。 ③逆溫層結(jié)。 陰天 、 多云 、 大風(fēng) 。 ② 等溫層結(jié) 。 晴朗白天 , 風(fēng)力較小 。 ① 遞減層結(jié) 。坐標(biāo)圖上為溫度層結(jié)曲線。(陰風(fēng)) 山風(fēng):夜間,山坡冷卻快,氣溫低,空氣密度大,沿山坡向谷底流動。 谷風(fēng):白天,山坡吸熱強,氣溫高,空氣上升,從谷底沿山坡向上流動。 ④ 峽谷風(fēng):氣流從開闊地區(qū)進入 流動截面積縮小 的狹窄峽谷口 , 氣流加速而形成的強風(fēng) 。 東南風(fēng) ( 太平洋高壓控制 ) 冬季:大陸氣溫<海洋 , 低層空氣從大陸 → 海洋 , 類似于夜間陸風(fēng)環(huán)流 。 ③ 季風(fēng):海 、 陸差異熱力效應(yīng) , 四季周期變化的大氣環(huán)流 , 影響范圍比海陸風(fēng)大得多 。 下層空氣從海面→ 陸地 , 高層空間由陸地 →海洋 , 形成閉合環(huán)流; 陸風(fēng) : 夜間,陸地氣溫<海洋,海洋空氣上升,低層氣壓<陸地。 陸地?zé)崛萘浚己K?, 地溫升 、降快 。 ② 海陸風(fēng) 。 ①日變化 。大氣邊界層, H↑, u↑ 11( / ) nu u z z?n— 與大氣穩(wěn)定度有關(guān)。 距地 10m,一定時間內(nèi)觀測到的平均值。用角度表示,北風(fēng)為 0o,
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