N2%:
3.78(24.5?0.306?106.67)?100%?84.62%
0.306600?10?6由《大气污染控制工程》P46 (2-11) 空气过剩系数??1?第三章
1、绝对湿度: 在1m湿空气中含有的水汽质量(kg)。由理想气体气体状态方程可得到:
31.5?0.5?0.06?1.07
0.264?84.62?(1.5?0.5?0.06)?W?pW3 (?W—空气的绝对湿度,kg/m,湿空气;RW—水汽的气体常数,RWTRW=461.4J/(kg?K);pW—水汽分压,Pa)
2、相对湿度:空气的绝对湿度?W与同温度下饱和空气的绝对湿度?V之比,即
???WpW? (pV—饱和空气的水汽分压,Pa) ?VpV?W ?d33、含湿量:湿空气中1kg干空气所包含的水汽质量(kg),也称比湿。即d?式中:d—空气中的含湿量,kg(水汽)/kg(干空气);?d—干空气密度,kg/m。 4、由理想气体状态方程及上面三式可将含湿量表示成:
d?RdpWRdpR?pV?pv??W?d? =0.622 (p—湿空气的总压力;pd—RWpdRWp?pWRWp??pVp??pv干空气分压,pd+pW= p) 干空气的气体常数Rd=287.0J/(kg?K)
pw?pvd?d?0.804?0.804?Nd5、工程中的空气含湿量: 0pdp??pv
d?Ndpw?pVd0??6、水汽体积分数:yw? pp0.804?d00.804?d?Nd7、风速u?3.02F (u单位:km/h ;F表示风力等级) 8、国外云量?1.25=我国云量
9、大气热力过程的微分方程:dQ?CpdT?RT3dP P3.1 一登山运动员在山脚处测得气压为1000hPa,登山到达某高度后又测得气压为500hPa,试问登山运动员从山脚向上爬了多少米?
解:由气体静力学方程式,大气中气压随高度的变化可用下式描述:
dP??g??dZ (1)
将空气视为理想气体,即有
PV?mmPM (2) RT 可写为 ???MVRT将(2)式带入(1),并整理,得到以下方程:
dPgM??dZ PRT假定在一定范围内温度T的变化很小,可以忽略。对上式进行积分得:
lnP??PgMgM(Z2?Z1)(3) Z?C 即 ln2??PRTRT1。
假设山脚下的气温为10C,带入(3)式得:
5009.8?0.029???Z 10008.314?283得?Z?5.7km ln即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。
3.3 在气压为400hPa处,气块温度为230K。若气块绝热下降到气压为600hPa处,气块温度变为多少? 解:
T1P?(1)0.288, T0P0P10.2886000.288)?230()?258.49K P0400T1?T0(
3.7 用测得的地面气温和一定高度的气温数据,按平均温度梯度对大气稳定度进行分类。 测定编号 地面温度/?C 高度/m 相应温度/?C 解:G1?1 21.1 458 26.7 2 21.1 763 15.6 3 15.6 580 8.9 4 25.0 2000 5.0 5 30.0 500 20.0 6 25.0 700 28.0 ?T126.7?21.1??1.22K/100m?0,故?1??G1?0,逆温; ?z1458G2??T215.6?21.1???0.72K/100m,故?2??G2?0.72K/100m??d,稳定; ?z2763?T38.9?15.6???1.16K/100m,故?3??G3?1.16K/100m??d,不稳定; ?z3580G3?G4??T45.0?25.0???1K/100m,故?4??G4?1K/100m??d,不稳定; ?z42000?T520.0?30.0???2K/100m,故?5??G5?2K/100m??d,不稳定; ?z5500?T628.0?25.0??0.43K/100m?0,故?6??G6?0逆温。 ?z6700G5?G6?第四章
4.1 污染源的东侧为峭壁,其高度比污染源高得多(见图)。设有效源高为H,污染源到峭壁的距离为L,峭壁对烟流扩散其全反射作用。试推导吹南风时高架连续点源的扩散模式。当吹北风时,这一模式又变成何种形式?
解:吹南风时以风向为x轴,y轴指向峭壁,原点为点源在地面上的投影。若不存在峭壁,
Qy2(z?H)2(z?H)2exp(?){exp[?]?exp[?]} 则有?(x,y,z,H)?2222?2?2?2?u?y?zyzz'现存在峭壁,可考虑?为实源与虚源在所关心点贡献之和。
Qy2(z?H)2(z?H)2exp(?){exp[?]?exp[?]} 实源?1?2222?y2?z2?z2?u?y?zQ(2L?y)2(z?H)2(z?H)2exp[?]{exp[?]?exp[?]} 虚源?2?2222?2?2?2?u?y?zyzzQy2(z?H)2(z?H)2exp(?){exp[?]?exp[?]}+ 因此??2222?y2?z2?z2?u?y?zQ(2L?y)2(z?H)2(z?H)2exp[?]{exp[?]?exp[?]} 2222?2?2?2?u?y?zyzzQy2(2L?y)2(z?H)2(z?H)2{exp(?)?exp[?]}{exp[?]?exp[?]} =22222?y2?y2?z2?z2?u?y?z刮北风时,坐标系建立不变,则结果仍为上式。
4.2 某发电厂烟囱高度120m,内径5m,排烟速度13.5m/s,烟气温度418K。大气温度288K,大气为中性层结,源高处的平均风速为4m/s。试用霍兰德、布里格斯(x?10HS)、国家标准GB/T 13201—91的公式计算烟气抬升高度。 解:霍兰德公式
?H?vsDu(1.5?2.7Ts?Ta13.5?5418?288D)?(1.5?2.7??5)?96.16m。 Ts4418布里格斯公式
QH?Ts?Ta2.72.7418?28822?vD???13.5?5?29521kW?21000kWs?3?3Ts4189.6?109.6?101/32/3且x<=10Hs。此时 ?H?0.362QHxu?1?0.362?295211/3?4?1x2/3?2.80x2/3。
按国家标准GB/T13201-91中公式计算, 因QH>=2100kW,Ts-Ta>=130K>35K。
n1?H?n0QHHsn2u?1?1.303?295211/3?1202/3?4?1?244.93m
(发电厂位于城市近郊,取n=1.303,n1=1/3,n2=2/3)
4.6 地面源正下风方向一点上,测得3分钟平均浓度为3.4?10g/m,试估计该点两小时的平均浓度是多少?假设大气稳定度为B级。 解:?y2??y1(?33?2q20.3)??y1()?3.02?y1(当1h??2?100h,q=0.3) ?10.05?1H23.4?10?3?33??exp(?)???1.12?10g/m 23.023.022?z?u?y2?zQ
4.8 某市在环境质量评价中,划分面源单元为1000m?1000m,其中一个单元的SO2排放量为10g/s,当时的风速为3m/s,风向为南风。平均有效源高为15m。试用虚拟点源的面源扩解:设大气稳定度为C级,?y0?100015?232.56m,?z0??6.98m。 4.32.15
当x=1.0km,?y?99.1m,?z?61.4m。
Q1y2H2?(x,y,0,H)?exp{?[?]} 222(?y??y0)(?z??z0)?u(?y??y0)(?z??z0)
101152?53?exp[??]?4.57?10g/m 2??3?(99.1?232.56)(61.4?6.98)2(61.4?6.98)散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO2的地面浓度。
金磊给的题目是假设大气稳定度为B级,则
?y0?W100015??232.56m,?z0??6.98m。 4.34.32.15
当x=1.0km,?y?151m,?z?109m。
Q1y2H2?(x,y,0,H)?exp{?[?]} 222(?y??y0)(?z??z0)?u(?y??y0)(?z??z0)
101152?exp[??]?2.4?10?5g/m3 2??3?(151?232.56)(109?6.98)2(109?6.98)第五章
5.3 已知某粉尘粒径分布数据(见下表),(1)判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布;(2)如果符合,求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算术平均直径及表面积—体积平均直径。
粒径间隔/?m 浓度/?g?m ?30~2 0.8 2~4 12.2 4~6 25 6~10 56 10~20 76 20~40 27 >40 3 解:设取1 m的粉尘,则依题意得 粒径间隔/ 3?m ?30~2 0.8 2~4 12.2 4~6 25 6~10 56 10~20 20~40 >40 76 27 3 浓度/ ?g?m 质量分数 质量/ ?g 0.4% 6.1% 12.5% 28.0% 38.0% 13.5% 1.5% 0.8 12.2 6.5 25 19.0 56 47.0 76 85.0 27 98.5 3 100 筛下累积频率F/% 0.4 由此可得对数正态分布的累积频率分布曲线,曲线为直线,说明符合对数正态分布。 所以 质量分布 d84.1/?m 19.76 d50/?m 10.79 d15.9/?m 5.504 d84.1119.7612)?()2?1.89 d50(MMD)=10.79?m 所以 ?g?(d15.95.504?lnNM?D3l?ng ln10.7因为 lnMMD?9NlMnD?所以 NMD?3.19?m
所以算术平均值经 lndL?lnMMD?223ln 1.895225l?ng?ln10.7?922ln 1.89lndL?3.39 所以 dL?29.76?m
表面积—体积平均直径: lndSV?lnMMD?121ln?g?ln10.79?ln21.89 22dSV?8.85?m
5.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到:除尘器进口的气体流量为10000 m3N/h,含尘浓