大气污染控制学计算题1.pdf

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1、大气污染控制计算题1.斯托克斯定律斯托克斯公式F=3πμdu例题：试比较靠惯性碰撞、直接拦截和布朗扩散捕集粒径为0.001~20μm的单位密度球形颗粒的相对重要性。捕集体为直径100μm的纤维，在293K和101325Pa下的气流速度为0.1m/s。解：（1）惯性碰撞效率第一步，求解靶体附近流体雷诺数ReD查空气的物理参数表，20℃时空气密度为1.205kg/m3，黏度为1.81x10-5Pa·s，捕集体附近气流的雷诺数为：捕集体周围的气流属于黏性层流第二步，求解ηⅡ3取颗粒密度ρp=1000kg/m，对10μm颗粒坎宁汉修正

2、系数：C=1+0.165/10=1.0165斯托克斯准数查图取捕集体为圆柱形、ReD=0.2分级效率曲线，ηⅡ=ᇠ解：（1）机械拦截效率第一步，10μm颗粒的机械拦截效率10μm颗粒的直接拦截比：R=10/100=0.1由于St0、选用绕过圆柱体的黏性流公式计算拦截效率：第二步，分别计算粒径为0.01、0.1、1、10μm的颗粒的直接拦截效率2.重力沉降末端速度力平衡关系Stokes颗粒的重力沉降末端速度3.高斯扩散模型由于烟流浓度分布按高斯模型符合正态分布，因此可作出下述假设：（1）污染物浓度在y、z轴上的分布为正态分布；（2

3、）在空间中风只在一个方向上做均匀的稳定的运动；（3）污染物在扩散的过程中没有衰减和增生，遵守质量守恒定律；（4）源强连续均匀；（5）地表面足够平坦；（6）在X轴方向上，污染物平流输送作用（平均通量）远大于该方向上的湍流扩散作用。高斯扩散模式高架连续点源模式在几种特殊情况下的形式（1）地面浓度模式（Z=0）：22qyHCx,y,0,H)exp()exp2222yzyz（2）地面轴线浓度模式（y=0，z=0）：2qHCx,0,0,H)exp()22zyz（3）高架连续点

4、源地面最大轴线浓度：由于σy，σz是距离x的函数，而且随x的增大而增大，但[q/（πūσyσz）]又22随x的增大而减小，exp[-H/（2σz）]随x增大而增大，这两项共同作用的结果，必然在某一距离x处出现浓度的最大值。在最简单的情况下，假设比值σy/σz不随距离x而变化，此时得到地面最大轴线浓度及离污染源相应的距离公式：2qzCmax2HeyHzxxCmax2例题：某电厂烟囱有效源高为150m，SO2的排放量为151g/s，在夏季睛朗的下午，地面风速为2.5m/s。由于上部锋面逆温将使垂直混合限制在1.5km

5、以内，1.2km高度的平均风速为5m/s。试估算正下风向3km和11km处地面的SO2浓度。解：夏季晴朗的下午，太阳辐射为强辐射。在地面风速为2.5m/s时，由表查得大气稳定度为B级，因此：σz=（L-H）/2.15=（1500-150）/2.15=628m由图查得XD=4.95km．（1）当X=3km

6、（2）当X=11km>2XD时，地面轴线浓度QC2uDy1512515001300-63=6.2×10g/m4.石灰石脱硫5.重力沉降室（1）捕集条件：L/u≥H/us（t≥ts）沉降速度公式代入分级效率：式中：H——沉降室的高度，m；L——沉降室的长度，m；us——颗粒沉降速度，m/s；u——气流在沉降室内的水平运动速度m/s当其在t秒内沉降的高度恰好是h=H时，其分级效率等于100%；粒径大于dp的粉尘，则在t秒钟之前就到达了沉降室的底部落入灰斗，其分级除尘效率为100%；小于dp的粉尘可按分级除尘效率计算公式

7、求得。2）对于Stokes粒子，重力沉降室能100%捕集的最小粒径:μ——流体粘度，Pa.s;3ρp——粉尘密度,kg/m（3）单级沉降室的去除效率ηd=usL/（uH）代入终端沉降速度公式得2ηd=ρpdpgL/（18μHu）2=ρpdpgBL/（18μQ）（4）多级沉降室H′=H/(n+1)①去除效率ηd=（n+1）usL/（uH）2或ηd=（n+1）ρpdpgL/（18μHu）2=（n+1）ρpdpgBL/（18μQ）式中：n——格板数提高重力沉降室捕集效率的措施降低沉降室内气流速度u，0.2-2.0m/s；降低沉降室高度H

8、；增大沉降室长度L。在实际工作中多采用多层沉降室以降低H的办法。6、沉降室的设计基本思路：1.根据要求确定要去除的最小粒径dmin2.根据粉尘密度计算重力沉降速度us3.确定平均气流速度u(0.4-1m/s)4.选定沉降室高度5.根据欲去除最小粒径