环境系统分析教案(环科)精选.ppt

D 燃煤烟尘产生量与排放量估算 : 烟：黑烟指烟气中未完全燃烧的炭粒 灰分：煤炭中不能燃烧的部分 四 。大气箱模型 一 单箱模型 基本假定: (1)把所研究的大气空间范围视作一个箱子——下底是地面，一顶是混合层顶，前起自上风向某处(如城市区域上风向边缘)，后止下风向某处(城市区域下风向边缘)，左右限于横风向(垂直于风向)城市范围之内，(2)设定横风向没有质量交换(无横向扩散)，地面和上风向有质量流入，下风向有质量流出，箱内各种物质浓度则处处相等。 排放量 耗煤量 含灰量 烟气中烟尘占灰分百分比 除尘器除尘效率 * 箱内各种物质的质量平衡方程可写为： 若K=0，则控制方程为 以上控制方程的初始条件为：t=0时，C=C0； 其解析解为： 推流通量uc0 Q b h l uc 浓度时间变率 风速 入箱浓度 出箱浓度 地面源强 裒减速率 lbh体积 bh迎风面面积 lb地面面积 lbh体积 箱内平均浓度 m3 m2 m2 m3 g/m3 * 当t=∞时， 若K≠0，则其解析解为： 当t=∞时， 二、多箱模型： 在纵向和垂直向把单箱分为多箱，以考虑纵向和垂直向大气污染物的不均匀分布，但横向还是作为一个箱体，不考虑横向浓度的不均匀分布。 * 4*4 箱式模型图 设垂直方向各小箱箱体高都为Δh，而箱体宽都为w(整个城市之宽度),第一个小箱之质量平衡方程(稳态）： u1c01 u2c02 u3c03 u4c04 z u Q1 Q5 Q9 Q11 c1 c2 c3 c4 u1c1 Fick定律 上风向输入量 下风向输出量 地面输入量 向上输出量=垂直扩散系数×面积×浓度梯度 令： (1) w * 对于中间层( i = 2, 3 )： 改写 : 对于顶层( i = 4 ) 向上层扩散输出 由下层扩散输入 上风向推流输入 下风向推流输出 上风向推流输入 下风向推流输出 由下层扩散输入 (2) (3) a1+e1 -e1 0 0 C1 Q1Δl + a1C01 -e1 a2+e1+e2 -e2 0 C2 a2 C02 0 -e2 a3+e2+e3 -e3 C3 = a3 C03 0 0 -e3 a4+e3 C4 a4 C04 A C = D C= A-1 D 由（1）（2）（3）方程构成矩阵： * 高斯点源扩散模型 大气污染物在大气中的运动，一般呈三维运动，其基本运动方程为： 一 地面源、无边界模型 （一） 瞬时排放 （1）一般烟团模型(无边界，k=0)控制方程为： 解析解为： ux x z y 地面 * 当：x=uxt, y=uyt, z=uzt时 ，即空中气团中某点得到最大值。 * 令 (2)瞬时排放，有主导风向ux, 但uy, uz,忽略 解析解： 当：x=uxt, y=0, z=0时 ，即地面x轴上某点得到浓度最大值。 X方向分布 y方向分布 z方向分布 x=uxt * （二）大气污染物连续稳定排放情况下的扩散 若忽略污染物在纵向的扩散(宏观推流速度u扩散速度σx)，则控制方程可简化为 ： 此时有解析解 代入 源点 c y c z 烟轴 x * 所求点至烟轴面的距离 * 二。高架点源的气态污染物连续排放情况下的扩散 对于热烟气或