大氣污染控制工程課后題答案解析

1、范文范例 指導(dǎo)參考28.97 1SO、NQ、CO三種污染物日平均濃度限值的體積1 10322.4SQ:0.15 10“64 44.643=0.052 ppmNQ:0.12 1046 44.643=0.058 ppm1.1干結(jié)空氣中N2、02、A和CO氣體所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)是多少？解：按1mol干空氣計(jì)算，空氣中各組分摩爾比即體積比，故nN2=0.781mol , n°2=0.209mol，nA=0.00934mol，nc°=0.00033mol。質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為N2% = 0.781 28.01 100% = 75.51%，02% = 0.209 32.00 100% = 23.

2、08% ；28.97 128.97 10.00934x39.940.00033匯 44.01Ar%100% =1.29%，CO2%100% =0.05%。28.97x11.2根據(jù)我國(guó)的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，求岀分?jǐn)?shù)。解：由我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)查得三種污染物日平均濃度限值如下：SO2： 0.15mg/m3，NO2： 0.12mg/m3，CO: 4.00mg/m3。按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1ni干空氣計(jì)算，其摩爾數(shù)為=44.643mol。故三種污染物體積百分?jǐn)?shù)分別為:word資料整理分享co 人曲10=3.20ppm28 44.6431.3 CCl4氣體與空氣混合成體積分?jǐn)?shù)為1.50 X 104

3、的混合氣體，在管道中流動(dòng)的流量為10乩、/s，試確定:1) CCl4在混合氣體中的質(zhì)量濃度P (g/m3N)和摩爾濃度c (mol/m3N); 2 )每天流經(jīng)管道的CCL質(zhì)量是多少千克?解：1)" (g/m3N)_41.50 1015422.4 103= 1.031g/mN(mol/m 3n)1.50 10*22.4 1033=6.70 10 mol /mN2)每天流經(jīng)管道的 CCl4質(zhì)量為 1.031 X 10X 3600X 24X 103kg=891kg1.4成人每次吸入的空氣量平均為500cm3,假若每分鐘呼吸15次，空氣中顆粒物的濃度為 200/m3，試計(jì)算每小時(shí)沉積于肺泡內(nèi)

4、的顆粒物質(zhì)量。已知該顆粒物在肺泡中的沉降系數(shù)為0.12。解：每小時(shí)沉積量 200X( 500X 15X 60X 106)X 0.12 g =10.81.5設(shè)人體肺中的氣體含 CQ為2.2 X 10"，平均含氧量為19.5%。如果這種濃度保持不變，求CQHI濃度最終將達(dá)到飽和水平的百分率。解：由大氣污染控制工程P14 ( 1- 1)，取M=210COHbQzHbP:PO2= 2102.2 10,19.5 10= 0.2369，COHb飽和度?COCOHb _ COHbQHbCOHb O2Hb 1 COHb /O2Hb0.236910.2369-19.15%1.6設(shè)人體內(nèi)有4800mL血

5、液，每100mL血液中含20mL氧。從事重體力勞動(dòng)的人的呼吸量為 4.2L/min，受 污染空氣中所含 CQ的濃度為10-4。如果血液中 CQ水平最初為：1) 0% 2) 2%計(jì)算血液達(dá)到 7%勺CQ飽和度需要多少分鐘。設(shè)吸入肺中的CO全被血液吸收。解：含氧總量為480020 = 960mL。不同co百分含量對(duì)應(yīng)co的量為:1002% 9602%=19.59mL,98%7% -960 7%=72.26mL 93%72.260%寸t43 =172.0min ；4.2 10，10372.26-19.5943 =125.4min4.2x10 x1031.7粉塵密度1400kg/m3，平均粒徑1.4

6、'm，在大氣中的濃度為 0.2mg/m3,對(duì)光的折射率為2.2，計(jì)算大1）最初co水平為2）最初CO水平為2%寸t氣的最大能見(jiàn)度。解：由大氣污染控制工程 P18 （ 1-2）,最大能見(jiàn)度為2.6佔(zhàn)K(2.6 1400 1.42.2 0.2=11581.8m。2.1已知重油元素分析結(jié)果如下：C: 85.5% H : 11.3% O : 2.0% N : 0.2% S : 1.0%，試計(jì)算：1）燃油1kg所需理論空氣量和產(chǎn)生的理論煙氣量；2 ）干煙氣中SQ的濃度和CO的最大濃度；3 ）當(dāng)空氣的過(guò)剩量為 10%寸，1kg燃油含：重量（g）所需的空氣量及產(chǎn)生的煙氣量。解:摩爾數(shù)（g） 需氧數(shù)(

7、g)HO8551071.2571.25113 2.50.312522.51.2555.250.312527.625N元素忽略。1）理論需氧量 設(shè)干空氣 O:71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kgN2體積比為 1 : 3.78，則理論空氣量 22.4/1000=10.62m 3"kg 重油。煙氣組成為 CO71.25mol，HO 55.25+11.25=56.50mol 理論煙氣量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg2)干煙氣量為 502.99 56.50=446.49mol/kg 重油。99.1875 X 4.78

8、=474.12mol/kg 重油。即 474.12 X，SQ0.1325mol，N23.78 X 99.1875=374.93mol。重油。即 502.99 X 22.4/1000=11.27 m/kg 重油。0 3125SQ百分比濃度為100% = 0.07%，446.4971 25空氣燃燒時(shí)CQ存在最大濃度100% =15.96%。446.493）過(guò)剩空氣為10%寸，所需空氣量為1.1 X 10.62=11.68m3Mkg重油，產(chǎn)生煙氣量為 11.267+0.1 X 10.62=12.33 m 3Mkg 重油。2.2 普通煤的元素分析如下：C65.7%;灰分18.1%; S1.7%; H3

9、.2%;水分9.0%; O2.3% （含N量不計(jì)）1） 計(jì)算燃煤1kg所需要的理論空氣量和 SQ在煙氣中的濃度（以體積分?jǐn)?shù)計(jì)）；2） 假定煙塵的排放因子為 80%計(jì)算煙氣中灰分的濃度（以mg/m5表示）;3） 假定用硫化床燃燒技術(shù)加石灰石脫硫。石灰石中含Ca35%當(dāng)Ca/S為1.7 （摩爾比）時(shí)，計(jì)算燃煤1t需加石灰石的量。解：相對(duì)于碳元素作如下計(jì)算:C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010Q2.30.0720.013灰分18.13.306g/mol碳水分9.01.644g/mol碳故煤的組成為CH.584 S0.010 C0.013,% (質(zhì)量)mol/10

10、0g 煤 mol/mol 碳燃料的摩爾質(zhì)量（包括灰分和水分）為18.26g/molC。燃燒方程式為5.475CH0.584S0.010。0.013-n(O23.78N2)->CO20.292H 2O 0.010SO23.78nN2n=1+0.584/4+0.010 - 0.013/2=1.14951）理論空氣量1.1495 (1 3.78)18.261000 22.4 10 " m3 / kg 二 6.74m3 / kg ；SQ在濕煙氣中的濃度為100% =0.174%0.0101.6441 0.2920.0103.78 1.1495182)產(chǎn)生灰分的量為 18.1 1000

11、80% =144.8g/kg100煙氣量(1+0.292+0.010+3.78 X 1.1495+1.644/18 )x 1000/18.26 X 22.4 X 10-3=6.826m3/kg144 8-灰分濃度為10mg/m=2.12 x 104mg/ni6.8263）需石灰石1000 1.7%32.001.7 4035%=103.21kg/t 煤2.3 煤的元素分析結(jié)果如下S0.6%; H3.7%; C79.5%; N0.9%; Q4.7%灰分10.6%。在空氣過(guò)剩 20%條件下完全燃燒。計(jì)算煙氣中SQ的濃度。解:按燃燒1kg煤計(jì)算重量(g)摩爾數(shù)（mol）需氧數(shù)（mol）C79566.2

12、566.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875HQ52.8752.940設(shè)干空氣中N2: Q體積比為3.78 : 1 ,所需理論空氣量為 4.78 x( 66.25+7.78+0.1875 ) =354.76mol/kg 煤。理論煙氣量 CQ2 66.25mol , SQ2 0.1875mol , H2Q 15.5625+2.94=18.50mol3.78 354.762 4.78二 280.54mol總計(jì) 66.25+'8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg實(shí)際煙氣量 365.48+0.2 X 354.76=436.43mol/k

13、g 煤，SQ濃度為 0 100% =0.043%。436.432.4 某鍋爐燃用煤氣的成分如下：H2S0.2%; CQ5% Q0.2%; CQ28.5% f13.0%; CH0.7%; N252.4%;空氣含濕量為12g/m3N,： =1.2，試求實(shí)際需要的空氣量和燃燒時(shí)產(chǎn)生的實(shí)際煙氣量。解：取1mol煤氣計(jì)算H2S 0.002mol耗氧量 0.003molCO 2 0.05mol0CO 0.285mol0.143molH 2( 0.13-0.004 )mol0.063molCH 40.007mol0.014mol共需 Q 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol設(shè)干空

14、氣中 N: Q2體積比為3.78 : 1，則理論干空氣量為 0.223 x( 3.78+1 ) =1.066mol。取 a =1.2，則實(shí)際干空氣1.2 x 1.066mol=1.279mol空氣含濕量為12g/m3N,即含HO0.67mol/ m 3n, 14.94L/ m 3n。故HO體積分?jǐn)?shù)為1.493%。故實(shí)際空氣量為1.298mol。1 -1.493%煙氣量 SQ : 0.002mol , CQ: 0.285+0.007+0.05=0.342mol, N : 0.223 x 3.78+0.524=1.367molHO0.002+0.126+0.014+1.298 x 1.493%+0

15、.004=0.201mol故實(shí)際煙氣量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2 x 1.066=2.125mol2.5干煙道氣的組成為：CQ11%（體積），Q8% CO2% SQ120x 106 （體積分?jǐn)?shù)），顆粒物30.0g/m3 （在測(cè)定狀態(tài)下），煙道氣流流量在 700mmH和 443K條件下為5663.37m3/min，水氣含量8% （體積）。試計(jì)算：1）過(guò)量空氣百分比;32） SQ的排放濃度（P-g / m ） ; 3）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（1atm和273K）,干煙道體積；4）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下顆粒物的濃度。解：1） N2%=1- 11%- 8%- 2%- 0.012%=78.99

16、%由大氣污染控制工程 P46 （ 2- 11）空氣過(guò)剩8-0.5 70.264 78.99 -(8 -0.5 2)100% =50.5%2）在測(cè)定狀態(tài)下，氣體的摩爾體積為P2101325 22.4 443273 700 133.322=39.46L/ mol取1m3煙氣進(jìn)行計(jì)算，則sq1 20x 10-6m,排放濃度為120 10(1-8%) 64 =0.179g/m3。39.46 103)4)2.622 435663.37（1 -8%） = 2957代 / min。39.46N39.46330.052.85g/mN。22.4煤炭的元素分析按重量百分比表示，燃燒條件為空氣過(guò)量20%,空氣的濕度

17、為解：按1kg煤進(jìn)行計(jì)算重量結(jié)果如下：氫50%碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%;灰8.7%,0.0116molH2Q/mol干空氣，并假定完全燃燒，試計(jì)算煙氣的組成。C 758(g) 摩爾數(shù)(mol)63.17需氧數(shù)（mol）63.17H 40.7520.37510.19S 160.50.5H2O 83.254.6250需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol設(shè)干空氣中N2: C2體積比為3.78 : 1，則干空氣量為 73.86 X 4.78 X 1.2=423.66mol ,含水 423.66 X 0.0116=4.91mol。煙氣中：CQ 63.17mol

18、; SQ 0.5mol ; HO 4.91+4.625+20.375=29.91mol;N: 73.86 X 3.78=279.19mol ;過(guò)剩干空氣 0.2 X 73.86 X 4.78=70.61mol。實(shí)際煙氣量為 63.17+0.5+29.91+279.19+70.6 仁443.38mol其中 CQ 63.17100% =14.25% ； SQ 0.5100% =0.11% ；443.38 4433829.91279.19 0.79 70.61,H2O100% =6.74% ； N2100% = 75.55%443.38 443.3870.61 0.209443.38100% =3.

19、33%2.7運(yùn)用教材圖2-7和上題的計(jì)算結(jié)果，估算煤煙氣的酸露點(diǎn) 解：SQ含量為0.11%,估計(jì)約1/60的SQ轉(zhuǎn)化為SQ,則SQ含量|R- 50.11%1.83 10 ，即 |Pd2SQz=1.83 X 10 , lg p H2SQ4=-4.737 o60 ' '查圖2-7得煤煙氣酸露點(diǎn)約為134攝氏度。2.8燃料油的重量組成為：C86% H14%在干空氣下燃燒，煙氣分析結(jié)果（基于干煙氣）為：O1.5%; CO600X 10-6 （體積分?jǐn)?shù)）。試計(jì)算燃燒過(guò)程的空氣過(guò)剩系數(shù)。解：以1kg油燃燒計(jì)算，C 860g 71.67mol;H 140g 70mol ，耗氧 35mol。設(shè)

20、生成 CO x mol，耗氧 0.5x mol，則生成 CO ( 71.67 x) mol，耗氧(71.67 x) mol。 煙氣中Q量 1.5%xo600X0 上1 5%x總氧量 一: +0 5X +(71 67 _X) +35 = 106 67 +24 5x，干空氣中 N: Q體積比為 3.78 :600 101,則含N2 3.78 X( 106.67+24.5x )。根據(jù)干煙氣量可列出如下方程：1.5%x600 1071.67 3.78(106.6724.5x)x600 10解得 x=0.306故CQ%0.306 100% =13.99% ；0.306600 103.78(24.5 0.

21、3°6 106.67) 100% =84.62%0.306600 10'由大氣污染控制工程P46 （ 2- 11）空氣過(guò)剩系數(shù)=1= 1.071.50.5匯0.060.264 84.62 -(1.5 -0.5 0.06)3.1 一登山運(yùn)動(dòng)員在山腳處測(cè)得氣壓為1000 hPa，登山到達(dá)某高度后又測(cè)得氣壓為500 hPa，試問(wèn)登山運(yùn)動(dòng)員從山腳向上爬了多少米？解：由氣體靜力學(xué)方程式，大氣中氣壓隨高度的變化可用下式描述：dP = _gdZ（ 1）將空氣視為理想氣體，即有r、， m “m PMPV RT 可寫(xiě)為（2）MVRT將（2）式帶入（1），并整理，得到以下方程：dPgMdZPRT

22、假定在一定范圍內(nèi)溫度 T的變化很小，可以忽略。對(duì)上式進(jìn)行積分得：In P - - gMZ C 即 In 空二-型込-Zi）（3） RTP RT假設(shè)山腳下的氣溫為10。C,帶入（3）式得：,5009.8 0.029 “InZ10008.314 283得 Z -5.7km即登山運(yùn)動(dòng)員從山腳向上爬了約 5.7km o3.2在鐵塔上觀測(cè)的氣溫資料如下表所示，試計(jì)算各層大氣的氣溫直減率:1.50，10 J3030 50，高度Z/m1.5103050氣溫T/K298297.8297.5297.31.5 J30 '1.50并判斷各層大氣穩(wěn)定度。AT297 8 - 298解：1502.35K/100m

23、d，不穩(wěn)定Az 10 -1.5治二T 297.5 - 297.81001.5K/100m d，不穩(wěn)疋z30-10T297 3 297 530 _50 = 一 = 一.=1.0K/100md，不穩(wěn)定-z5030y297.5 -2981.53030 -1.5V297.3 -2981.5-5050 -1.5= 1.75K/100md，不穩(wěn)定= 1.44K/100md，不穩(wěn)定。600 hPa處，氣塊溫度變?yōu)槎嗌?3.3在氣壓為400 hPa處，氣塊溫度為230K。若氣塊絕熱下降到氣壓為 解:衛(wèi)珂旦嚴(yán)T0P。R、0.288600、0.288T1 二T0（ -）=230（）=258.49KP04003.4

24、試用下列實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算這一層大氣的冪指數(shù)m值。高度Z/m1020304050風(fēng)速 u/m.s -13.03.53.94.24.5- 一 zuZ解：由大氣污染控制工程P80 (3-23), u=5()m，取對(duì)數(shù)得lg= = mlg()乙Ui乙設(shè)IgM二y , lg(Z)=x，由實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得 u1乙x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761由excel進(jìn)行直線擬合，取截距為 0，直線方程為：y=0.2442x故 m= 0.2442。3.5某市郊區(qū)地面10m高處的風(fēng)速為2m/s，估算50m 100m 200m 300m 400m高度處在穩(wěn)定度為 B、DF

25、時(shí)的風(fēng)速，并以高度為縱坐標(biāo)，風(fēng)速為橫坐標(biāo)作岀風(fēng)速廓線圖。Z 0.0750.0.07解：5 =u0( -)2()2.24m/s， u2 =u0( -)2()2.35m/sZo10Zo10 Z3 007200 007 Z4 0 073 0 0 0 07U3 =u0()=2 ()=2.47m/s，u4 =u0()=2 ()=2.54m/s3 Z0104 Z010Z5J.07400 n.07u5 =u0( -)2()2.59m/s。Z。10穩(wěn)定度D， m=0.15 Z1 01550 0 15 Z 2 015100 0 15u1 =u0( L) . =2 ( ) . = 2.55m/s，u2 二 u0(

26、 2) . =2() . = 2.82m/sZ010Z010 Z3 0 15200 015 Z4 0 15300 015u3=u0(-).=2 () .=3.13m/ s， u4=u0( -).=2 () .= 3.33m / sZ。10Z。10Z5 015400 015u5 二 u0(一).=2().二 3.48m/ s。Z°10穩(wěn)定度F，m=0.25 Z1 0255 0 0 25 Z 2 0 251 00 0 25u1 =u0( L) . =2 ( ) . =2.99m/s，u2=u0( 2) . =2() . = 3.56m/sZ010Z010 Z3 0 252 0 0 0 2

27、5 Z4 0 25300 0 25u3 二 u0()=2 ()=4. 23m/s，u4二 u0( 4)0=2 ()=4. 68m/sZ010Z010Z5 0 25400 025u5 二u0( -).=2().= 5.03m/sZ010風(fēng)速廓線圖略。3.6 一個(gè)在30m高度釋放的探空氣球，釋放時(shí)記錄的溫度為11.0。C,氣壓為1023 hPa。釋放后陸續(xù)發(fā)回相應(yīng)的氣溫和氣壓記錄如下表所給。1）估算每一組數(shù)據(jù)發(fā)岀的高度；2 ）以高度為縱坐標(biāo)，以氣溫為橫坐標(biāo),作出氣溫廓線圖；3）判斷各層大氣的穩(wěn)定情況。測(cè)定位置2345678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.6

28、0.8氣壓/hPa10121000988969909878850725700dPgM ,解：1)根據(jù)Air Pollution Control Engineering可得咼度與壓強(qiáng)的關(guān)系為dzPRTdP將 g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K) 代入上式得 dz =-29 21 T。P當(dāng) t=11.0。C,氣壓為 1023 hPa ;當(dāng) t=9.8。C,氣壓為 1012 hPa ,故 P= (1023+1012) /2=1018Pa, T= (11.0+9.8 ) /2=10.4。C=283.4K, dP=1012-1023= - 11Pa11因此 dz=_2

29、9 21283.4m = 89m , z=119mt1018同理可計(jì)算其他測(cè)定位置高度，結(jié)果列表如下：測(cè)定位置2345678910氣溫/。C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8氣壓/hPa10121000988969909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m11921831948210181307157828773158AT11982)圖略 3)2匚1.35K/100m d，不穩(wěn)定;二乙_2-89KT?9 8 12-9912 -14-101 J 14 -15乜°-163 -15 -13°

30、z5_6-536-T6彳13 -13z6-7-290T7-S 13-12.6凸 z7 -8-27112.6-1.6z8 -9-12990.37K/100m ： d，穩(wěn)定;6.汀3 /= 0.15K/100m ： d，穩(wěn)定;4.3/8衛(wèi)5於-1.98K /100m ： 0 ,逆溫;-0.61K /100m ： 0，逆溫;= 0.85K/100m ： d，穩(wěn)定;2.22K /100m ： 0，逆溫;9。一 衛(wèi) 0.8 =0.28K/100m ： d，穩(wěn)定。-z9 J02813.7用測(cè)得的地面氣溫和一定高度的氣溫?cái)?shù)據(jù)，按平均溫度梯度對(duì)大氣穩(wěn)定度進(jìn)行分類。測(cè)定編號(hào)123456地面溫度/。C21.121

31、.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度1 C26.715.68.95.020.028.0解：G! 上=26.7一21.1 =1.22K/100m 0，故_G： 0，逆溫;z1458T15 621 1GW = -0.72K/100m，故 2G2J72K/100m，穩(wěn)定;AT，8 9156G331.16K /100m，故 3 工G3 =1.16K/100md，不穩(wěn)定;Az3580G-t=51K/100m，故 4G"1K/100md，不穩(wěn)定;G5 二主二 200 空=-2K /100m，故 5 二G5 =2K /100md，不穩(wěn)定;也 5

32、00T28 0 25 0G660.43K /100m 0，故 6 = -G6 : 0 逆溫。=z67003.8確定題3.7中所給的每種條件下的位溫梯度。解：以第一組數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計(jì)算：假設(shè)地面大氣壓強(qiáng)為1013hPa,則由習(xí)題 3.1推導(dǎo)得到的公式P>gMln PT 一百（Z2 一乙），代入已知數(shù)據(jù)（溫度丁取兩高度處的平均值）即Pc9 80 029In =458，由此解得 P2=961hPa。10138.314 297由大氣污染控制工程P72（ 3 15 ）可分別計(jì)算地面處位溫和給定高度處位溫：二地面二T地面()028 294.1(1000)0.28 293K，P地面1013片訂M嚴(yán)88

33、=299.7（）0288 = 303.16K，P1961293 303故位溫梯度=2.18K/100m0-458同理可計(jì)算得到其他數(shù)據(jù)的位溫梯度，結(jié)果列表如下：測(cè)定編號(hào)123456地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度1 C26.715.68.95.020.028.0位溫梯度/K/100m2.220.270.170.021.021.423.9假如題3.7中各種高度處的氣壓相應(yīng)為970、925、935、820、950、930 hPa，確定地面上的位溫。解：以第一組數(shù)據(jù)為例進(jìn)行計(jì)算，由習(xí)題3.1推導(dǎo)得到的公式in旦二-g

34、M(ZZ1)，設(shè)地面壓強(qiáng)為R RT9709 8江0 029R1，代入數(shù)據(jù)得到：in W =X458，解得R=1023hPa。因此R8.314X297二地面1000 0.288T地面（）P地面= 294.1（1000 ）0.2881023）= 292.2K同理可計(jì)算得到其他數(shù)據(jù)的地面位溫，結(jié)果列表如下:測(cè)定編號(hào)123456地面溫度/。C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相應(yīng)溫度1 C26.715.68.95.020.028.0地面壓強(qiáng)/hPa102310121002104010061007地面位溫/。C292.2293.1288.429

35、4.7302.5297.44.1污染源的東側(cè)為峭壁，其高度比污染源高得多。設(shè)有效源高為H,污染源到峭壁的距離為 L,峭壁對(duì)煙流擴(kuò)散起全反射作用。試推導(dǎo)吹南風(fēng)時(shí)高架連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散模式。當(dāng)吹北風(fēng)時(shí)，這一模式又變成何種形式？解：吹南風(fēng)時(shí)以風(fēng)向?yàn)閤軸，y軸指向峭壁，原點(diǎn)為點(diǎn)源在地面上的投影。若不存在峭壁，則有P'（x, y,乙 H）=2“y一叮exp卜守現(xiàn)存在峭壁，可考慮；-為實(shí)源與虛源在所關(guān)心點(diǎn)貢獻(xiàn)之和。實(shí)源2 2 2FPC弁eg守exp卜守2 2 2虛源2“y Jxp-訂exP-守exp-”因此' =db?exp（自皿守exp卜害+2exp-廠exp（）2二 W"exp&

36、quot;Q r / y2 (2L y)2(z-H)： r (z H)2n=exp( 2) exp 2Dexp2 exp 2 2jiUbyCrz2<iy2by2o2j刮北風(fēng)時(shí)，坐標(biāo)系建立不變，則結(jié)果仍為上式。4.2某發(fā)電廠煙囪高度120m內(nèi)徑5m排放速度13.5m/s，煙氣溫度為418K。大氣溫度288K，大氣為中 性層結(jié)，源高處的平均風(fēng)速為 4m/s。試用霍蘭德、布里格斯(xv=10H)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13201 91中的公 式計(jì)算煙氣抬升高度。解：霍蘭德公式VsDu(1.5 2吩D)13.5 54(1.52.7418-2884185)=96.16m 。布里格斯公式Qh2.79.6

37、10PavsD22.7一 >9.6 10418-288418213.5 5= 29521kW21000kW1且 x<=10Hs。此時(shí).H =0.362QH/3x2/3u=0.362 295211/3 4x2/3 = 2.80x2/3。按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T13201 91中公式計(jì)算，因 Q>=2100kVV Ts Ta>=130K>35Knn_1/32/31H 二 noQJHs'u =1.303 295211204= 244.93m(發(fā)電廠位于城市近郊，取 n=1.303，m=1/3，n2=2/3 )4.3某污染源排出SO量為80g/s，有效源高為60m煙囪

38、出口處平均風(fēng)速為 6m/s。在當(dāng)時(shí)的氣象條件下,正下風(fēng)方向500m處的二y = 35.3m,= 18.1m，試求正下風(fēng)方向500m處SO的地面濃度解：由大氣污染控制工程 P88 (4 9 )得=exp(6026 03二 6 35.3 18.石%卩(一2 18.12)0.0273mg/m804.4解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為D級(jí)，利用大氣污染控制工程P95表4 4查得x=500m時(shí)-y =35.3m,；z = 18.1m。將數(shù)據(jù)代入式 4 8得(500,50,0,60)二80:6 35.3 18.1exp(5022 35.32)exp(6022 18.123)=0.010mg/ m4.4在題4.3所給的

39、條件下，當(dāng)時(shí)的天氣是陰天，試計(jì)算下風(fēng)向x=500m y=50m處SQ的地面濃度和地面最 大濃度。解：陰天穩(wěn)定度等級(jí)為 D級(jí)，利用大氣污染控制工程P95表4 4查得x=500m時(shí)二y =35.3m,；z =18.1m。將數(shù)據(jù)代入式4 8得：(500,50,0,60)二2 25026023exP(2)exP(2) = O.SOmg/m。二 6 35.3 18.12 35.32 18.1804.5某一工業(yè)鍋爐煙囪高 30m,直徑0.6m,煙氣出口速度為20m/s，煙氣溫度為405K,大氣溫度為293K, 煙囪出口處風(fēng)速4m/s, SQ排放量為10mg/s。試計(jì)算中性大氣條件下SQ的地面最大濃度和出現(xiàn)

40、的位置。解：由霍蘭德公式求得ZD(1.5 2.7Ts Ta D20 0.6 (1.52.7405 一 2930.6) =5.84m，煙囪有uTs4405效高度為H = Hs .：H =305.84 = 35.84m。由大氣污染控制工程 P89 ( 4- 10)、(4 - 11)max 二呂二時(shí)，二 z J 二兀uH eyV2 燈235.84 = 25.34m。取穩(wěn)定度為D級(jí)，由表4 4查得與之相應(yīng)的x=745.6m。此時(shí)二y = 50.1m。代入上式吋2 1025.34-兀 x4><35.842e 漢 50.1= 0.231g/m3。4.6地面源正下風(fēng)方向一點(diǎn)上, 少？假設(shè)大氣穩(wěn)定

41、度為 B級(jí)。 解：由大氣污染控制工程測(cè)得P983分鐘平均濃度為3.4 X 10-3g/m3,試估計(jì)該點(diǎn)兩小時(shí)的平均濃度是多(4- 31)巧2 q匚 y2 1 ； y1 ()= y1 ()= 3.02二 y1 (當(dāng) 1h _ 2 : 100h , q=0.3 )可0.050.3-exp(-衛(wèi)二丄3.4 汩Wy2j 2二；3.023.02= 1.12 10 g/m34.7 一條燃燒著的農(nóng)業(yè)荒地可看作有限長(zhǎng)線源，其長(zhǎng)為 速為3m/s，風(fēng)向垂直于該線源。試確定線源中心的下風(fēng)距離 假設(shè)當(dāng)時(shí)是晴朗的秋天下午 4 : 00。試問(wèn)正對(duì)該線源的一個(gè)端點(diǎn)的下風(fēng)濃度是多少?150m據(jù)估計(jì)有機(jī)物的總排放量為90g/s

42、。當(dāng)時(shí)風(fēng)400m處，風(fēng)吹3到15分鐘時(shí)有機(jī)物的濃度。H 2 P 1p2解:有限長(zhǎng)線源(x,0,0, H)： L exp( 2) $ exp( )dP。J2兀 gz2J 乜22Ql首先判斷大氣穩(wěn)定度，確定擴(kuò)散參數(shù)。中緯度地區(qū)晴朗秋天下午4: 00,太陽(yáng)高度角3035。左右，屬于弱太陽(yáng)輻射；查表4-3 ,當(dāng)風(fēng)速等于3m/s時(shí)，穩(wěn)定度等級(jí)為C,則400m處二y= 43.3m, 嚴(yán) 26.5m。其次判斷3分鐘時(shí)污染物是否到達(dá)受體點(diǎn)。因?yàn)闇y(cè)量時(shí)間小于0.5h，所以不必考慮采樣時(shí)間對(duì)擴(kuò)散參數(shù)的影響。3分鐘時(shí)，污染物到達(dá)的距離 X二ut=3 3 6 540m400m，說(shuō)明已經(jīng)到達(dá)受體點(diǎn)。H 2 P2 1p2

43、有限長(zhǎng)線源恤0,0,H)=淤T云)L毘expG)dP2Ql距離線源下風(fēng)向 4m 處，R= -75/43.3=1.732P2=75/43.3=1.73290Qlg /(m s) = 0.6g /(m s)。代入上式得2 °6"(400,0,0,0)二72兀 x 3x26.521.732 1P23exo()dp=5.52mg/m。 2-2-J.732端點(diǎn)下風(fēng)向 Pi=O, P2=150/43.3=3.46 ,代入上式得2 0.63.46“400,0,0,0)1 2二 3 26.50 一 eXP(P23)dp 二 3.0mg/ m4.8某市在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，劃分面源單元為1000

44、mx 1000m,其中一個(gè)單元的SQ排放量為10g/s ,當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為3m/s，風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。平均有效源高為15m試用虛擬點(diǎn)源的面源擴(kuò)散模式計(jì)算這一單元北面的鄰近單元中心處SQ的地面濃度。1000 15解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為C級(jí)，二y0232.56m,二06.98m。y 4.32.15當(dāng) x=1.0km, cr y =99.1m, CTz =61 .4m。由大氣污染控制工程P106 （ 4 - 49）：(x,y,0,H)-expr2_( H15210兀 U(t!y +by0)(tlz +Z0)2(by+dy0)z0)115_53-3 (99.1 232.56)(61.4 6.98) exp2 (61

45、.4 6.98)24.57 10 g/m4.9某燒結(jié)廠燒結(jié)機(jī)的 SQ的排放量為180g/s，在冬季下午出現(xiàn)下沉逆溫，逆溫層底高度為360m,地面平均風(fēng)速為3m/s，混和層內(nèi)的平均風(fēng)速為 3.5m/s。煙囪有效高度為 200m試計(jì)算正下風(fēng)方向 2km和6km處 SQ的地面濃度。Xd = 1226.5m解：設(shè)大氣穩(wěn)定度為 C級(jí)。c z = H _ 360=74 42m 二2.152.15當(dāng)x=2km時(shí)，Xd<x<2xd，按x= x d和x=2xd時(shí)濃度值內(nèi)插計(jì)算。x= x D時(shí)，二 y =118.26m, ；z=74.42m，代入大氣污染控制工程P88 (4 - 9)得x= 2x亠 e

46、xp#"yj2180八二 3.5 118.26 74.42exP( 2 74.422002 2)"050mg/m3D時(shí),二y =221.41m,；z = 139.10m，代入 P101 (4-36)得y21803.2：uD；yexp( 2；蔦)2 3.5 360 221.41 0.257mg/m '0 2570 050通過(guò)內(nèi)插求解卜=0.05(2000-1226.5)二1226.50.181mg/m3180當(dāng) x=6km>2xD時(shí)，二 y = 474m ,： X 3.5360474二 0.120mg / m3計(jì)算結(jié)果表明，在XdV=XV=2Xd范圍內(nèi)，濃度隨距

47、離增大而升高。4.10某硫酸廠尾氣煙囪高 50m SQ排放量為100g/s。夜間和上午地面風(fēng)速為3m/s，夜間云量為3/10。當(dāng)煙流全部發(fā)生熏煙現(xiàn)象時(shí)，確定下風(fēng)方向12km處SQ的地面濃度。由所給氣象條件應(yīng)取穩(wěn)定度為E級(jí)。查表4 4得X=i2km處，二y = 4277m, ；z = 87.4m。H =427 50 = 433.25m8 8hf = H 2. =502 87.4 =224.8m?f (12000,0,0,50)二Q. 2- uhf 二 yf- z由 P80 ( 3 23) u =葉()m 乙。=3(土)°.25 =1.687 H 0.2510按城市及近郊區(qū)條件，參考表4

48、 2,取 n=1.303，m=1/3，m=2/3，代入 P91 (4 22 )得-1.303 281001/3 Hs2/31/41.687H；二 23.48HJ12:1.365 10 g/m32二 3 224.8 433.254.11某污染源SQ排放量為80g/s，煙氣流量為265ni/s，煙氣溫度為 418K,大氣溫度為293K。這一地區(qū) 的SQ本底濃度為0.05mg/m3,設(shè)二z/；y = 0.5，u10 =3m/S，m=0.25,試按環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)煙囪的高度和岀口直徑。解：按大氣污染控制工程P91 ( 4 23)Qh =0.35PaQv 衛(wèi)=0.35 1013 2654

49、18 _293 = 2.810 104kW 2100kWTs4182Q環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值為0.06mg/m3 (年均)，代入P109 (4 62) H s 王 j 二_ H2 80 10 °0.5eWb)二 y訂0 25，-AH.3.1422.718 1.687(Hs ：H). (0.06 -0.05) 10解得 Hs ：H =Hs 23.48H?12 _ 357.4m于是Hs>=162m實(shí)際煙囪高度可取為 170m煙囪出口煙氣流速不應(yīng)低于該高度處平均風(fēng)速的1.5倍，即u,>=1.5 X 1.687 X 1700.25=9.14m/s。但為保證煙氣順利抬升，出

50、口流速應(yīng)在 2030m/s。取uv=20m/s，則有4Q 4 265D < =j=4 1m，實(shí)際直徑可取為4.0m。5uvY 兀漢 204.12試證明高架連續(xù)點(diǎn)源在岀現(xiàn)地面最大濃度的距離上，煙流中心線上的濃度與地面濃度之比值等于1.38。解：高架連續(xù)點(diǎn)源岀現(xiàn)濃度最大距離處，煙流中心線的濃度按P88 (4 7):1 二exp(2y 2)exp2(z H) exp(z H)2y =0,z=H2 二 U；y ；z1 exp4H22 H2/21.018Q(由 P89(4- 11)2 二 U二 y ；z而地面軸線濃度爲(wèi)'maxQ 6 二uH e -y1.018Q 2Q /( 22 二 u；y；z uH e1.018H2e4二；1.018H2e21.018e2= 1.38得證。5.1根據(jù)以往的分析知道，由破碎過(guò)程產(chǎn)生的粉塵的粒徑分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布，為此在對(duì)該粉塵進(jìn)行粒徑分布測(cè)定時(shí)只取了四組數(shù)據(jù)（見(jiàn)下表），試確定：1 ）幾何平均直徑和幾何標(biāo)準(zhǔn)差；2）繪制頻率密度分布曲線。粉塵粒徑dp/ Am01010 2020