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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