放射性气体扩散模型论文12(3)

2019-03-11 14:34

?xxx2?)(z?H?x)??(z?H???y2????2???22Q2?y2?z2?ze??e?c(x,y,z,H)??e?2????yz????????x(21) xx2)(z?H?x)??(z?H???2?y?t??2???22Q?2?y2?z2?z??e?e?dt?c(x,y,z,H)??2????eyz0??????反射系数?的确定可以根据具体的地面环境。

4).基于干沉积影响的修正

对于放射性气溶胶和某些气体的地面沉积,起主要作用的因素是因其不规则随即运动而与地面相遇时与地面之间的碰撞、静电引力、吸附和各种可能的化学作用,这些机制导致的干沉积过程使细小颗粒和气体成分在晴天条件下也能从空气中得以清除而沉积与地面。沉积过程不同程度上会导致烟羽中污染物浓度的耗减,一般引入相应的系数对源强Q作必要的修正。对于干沉积导致的烟羽耗减,采用干沉积耗减因子对源强Q进行修正:

Q(x)?Q?FD(x)

式中,

Q——未修正的实际源强,Bq?s?1;

Q(x)——距离x(m)处经耗减修正后相应的虚设源强,Bq?s; FD(x)——距离x(m)处干沉积耗减因子;

干沉积耗减因子FD(x)的值与下风向距离、大气稳定度类型及有效释放高度等

?1因素有关。以Q(x)取代Q,即可求得各种条件下考虑干沉积耗减修正后的近地污染物浓度。

由于FD(x)的求解比较麻烦,我们可以把干沉积对污染物浓度的影响考虑到重力沉降中去,通过改变反射系数?的大小来代替干沉积对污染物浓度的影响。

5).基于湿沉积影响的修正

湿沉积包括大气中的水汽凝结物(云或雾)与降水(雨或雪)对污染物的净化作用。

?1?(S)描述降雨对烟羽中污染物的清洗作用的大小。?与雨强的

通常以冲洗系数

关系可以表述为:??aI

b式中, I——雨强(nm/h);

a,b——经验系数。

?5a?8?10,b?0.6,式中按释放物质为含碘、不含碘情况分别取值。对含碘物质,取?4a?1.2?10,b?0.5。 对于不含碘物质,取

对于湿沉积导致的烟羽耗减,可采用湿沉积耗减因子对源强Q进行修正,有

Q(x)?Qe 6).基于核衰变影响的修正

.(??xu?)

除了干沉积和湿沉积外,放射性物质的衰变也是影响大气中核素浓度分布的

主要原因。对于衰变导致的烟羽耗减,同样采用衰减因子对源强Q进行修正:

Q(x)?Q?FR(x)..(22)

FR(x)?e?(?x)u

式中, FR(x)——距离x(m)处的衰变耗减因子;

?——衰变系数,s?1。 根据参考资料,衰变常数??将?带入式(26)得

0.693,其中,T0.5——放射性元素的半衰期。T0.50.693x)T0.5uQ(x)?Q?e

..?((23)

7).修正后的高斯高架点源模型 综合考虑以上因素,则高架源扩散时的浓度分布可以用下式粗略估算:

uxxx2??)(z?H?x)2??(z?H?u?y2?0.693x???(?)(??x)?Q2???222?yT0.5u2?z2?ze??e?eu??????????u?1.5m/s)???e??e??2?u?y?z??????C(x,y,z,H)???uxux(z?H?x)2(z?H?x)2??2??ty??0.693x???(?)(??x)2???22Q?2?yT0.5u2?z2?zuee??e?e?edt??????u?1.5m/s)??????2?u??yz????0?????H?h??h?

(24)

5.2.3模型二的主要参数

1).确定扩散系数?y,?z 利用帕斯圭尔法选择风速和辐射情况作为稳定度等级的指针,辐射强度由云量和日照情况来估计。

(1) 根据表1确定日照强度。

(2) 根据表2确定大气稳定度。通过表1查到太阳辐射强度,再从表2中查到大气稳定度等级大气稳定度等级确定之后,就可以进行扩散参数的确定。

表一日照强度的确定

天空云层情况 天空云量为4/8或高空有薄云 天空云量 5/8~7/8 云层高度 (2134~4877)m 15°〈日照角≤35° 35°〈日照角≤60° 日照角≥60° 弱 中等 强 弱 弱 中等 云层高度低于 2134M 弱 弱 弱

表二大气稳定度的确定

地面风速 m/s 白天日照 强 中等 弱 夜间条件 阴天薄云层, 低空云量为4/8 天空云量为3/8 <2 A A—B B 一— —— 2~3 A—B B C E F 3~5 B B—C C D E 5~6 C C—D D D D >6 C D D D D

采用布里格斯内插公式法,在确定大气稳定度以后,在表三中找到相应的内插公式,就可以计算扩散参数。

表三 布里格斯内插公式 稳定度类别 A B C D ?y 0.22x(1?0.001x)?1/2 0.16x(1?0.001x)?1/2 0.11x(1?0.001x)?1/2 0.08x(1?0.001x)?1/2 ?z 0.2x 0.12x 0.08x(1?0.001x)?1/2 0.06x(1?0.001x)?1/2 E F 0.06x(1?0.001x)?1/2 0.03x(1?0.001x)?1/2 0.04x(1?0.001x)?1/2 0.016x(1?0.001x)?1/2

2).烟羽抬升高度?h的确定 如图四所示,H为核泄漏点源的有效源高。它是由两部分构成:一是核泄漏口的有效高度h;二是在实际核扩散中核泄漏气团从泄漏口排出时,由于受到热力抬升和本身动力抬升,进而产生的一个附加高度?h。因而H?h??h。

对于?h,主要由浮升力和泄漏的初始动量决定,同时还要受到泄漏口温度、大气温度、风速、地形地貌等多种因素的影响。我们直接引用气体污染扩散学中应用较广范的,有关烟气抬升高度的综合分析公式:

(0.92VsD?5.25Fb0.4h0.6)?h?

us (25)

根据GB/T3840—91《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》和GBl3223—96《火电厂大气污染物排放标准》,按照放射性气体的热释放率Qh、出口气体温度与环境温度的温差?Ts?Ta?及地面状况,我国分别采用下列抬升计算式。 式中:h泄漏源的实际高度;

us泄漏源出口处的风速,已知为km/s;

D泄漏源出口的有效直径;

Vs放射性气体的扩散速度,已知为sm/s;

Fb浮力通量,m4/s;

T?T?D?由Briggs抬升公式知,浮力通量Fb???Vsgsa,其中Ts—核泄漏出口

Ts?2?处的温度K;T0—环境温度K。

a:在有风(us?1.0m/s)且释放气体温度与环境温度差≥35K(Ts?Ta?35K)时,抬升高度:

2(0.92VsD?0.792Q0.4h0.6)?h?us


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