大气污染控制工程郝吉明第三版课后答案郝吉明

1、大 气 污 染 控 制 工 程课后答案（第三版）主编：郝吉明马广大王书肖目录第一章概论第二章燃烧与大气污染第三章大气污染气象学第四章大气扩散浓度估算模式第五章颗粒污染物控制技术基础第六章除尘装置第七章气态污染物控制技术基础第八章硫氧化物的污染控制第九章固定源氮氧化物污染控制第十章挥发性有机物污染控制第十一章城市机动车污染控制第一章概论1.1干结空气中N2、Q、Ar和CO气体所占的质量百分数是多少？解：按1mol干空气计算，空气 中各组分摩尔 比即体积比，故nN2=0.781mol , no2=0.209mol , nAr=0.00934mol , nco2=0.00033mol。质量百分数为N

2、2%0.781 28.0128,97 10.209 32.00"00% =75.51% , O2% =父100% = 23.08%28,97 10.00934 39.94Ar% =父100%=1.29%, CO2%28,97 10.00033 44.0128,97 1100% =0.05%1.2根据我国的环境空气质量标准的二级标准，求出SO、NO、CO三种污染物日平均浓度限值的体积分数。解：由我国环境空气质量标准二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下:333 311 0 3SO2 0.15mg/m , NO2 0.12mg/m , CO 4.00mg/m。按标准状态下 1m 干仝气

3、计算，其摩尔数为 =44.643mol。故三种污染物体积百分数分别为:22.40.15 10 -so： = 0.052 ppm , no：64 44.6430.12 10-=0.058 Ppm46 44.6434.00 10 工co =3.20 ppm。28 44.6431.3 CC14气体与空气混合成体积分数为1.50 X 10"的混合气体，在管道中流动的流量为10mM /s,试确定：1) CC14在混合气体中的质量浓度 p (g/m3J和摩尔浓度c (mol/m1) ; 2)每天流经管道的 CCL质量是多少千克？初 一31.50 10 口 1543解：1) P (g/m n)=-

4、=1.031g/mN22.4 10，a Nc (mol/m3N)41.50 1022.4 10，_ 33= 6.70 10 mol / mN2)每天流经管道的 CCl4 质量为 1.031 X 10X 3600 X 24 X 10 3kg=891kg1.4 成人每次吸入的空气量平均为500cm3,假若每分钟呼吸15次，空气中颗粒物的浓度为 200 Rg/m3,试计算每小时沉积于肺泡内的颗粒物质量。已知该颗粒物在肺泡中的沉降系数为0.12 o解：每小时沉积量 200X ( 500X 15X 60X 106) X 0.12 Ng =10.8 Ng1.5 设人体肺中的气体含 COJ 2.2 X10

5、4,平均含氧量为19.5%。如果这种浓度保持不变，求COHb度最终将达到饱和水平的百分率。解：由大气污染控制工程P14 (11),取M=210COHb . p2.2 10H二M 匕=210 202 Hbpo219.5 10= 0.2369,COHbfi和度COCOHbCOHb 02 HbCOHb/02Hb1 COHb/02Hb0.23691 0.2369= 19.15%1.6设人体内有4800mL液，每100mLl1液中含20mL氧。从事重体力劳动的人的呼吸量为 4.2L/min ,受污染空气中所含 CO 的浓度为10一4。如果血液中CO水平最初为：1) 0% 2) 2%计算血液达到7%勺CO

6、饱和度需要多少分钟。设吸入肺中的 CO 全被血液吸收。 人一曰，4800 20解：含氧总量为=960mL。不同co百分含量对应co的量为:1009609602% X2% =19.59mL , 7% x 7% = 72.26mL98%93%1)最初co水平为0%寸 t =72.264.2 10“ 103= 172.0 min .72 26 -19 59 一2)最初 co水平为 2%寸 t =6-19.59- =125.4 min4.2 101031.7粉尘密度1400kg/m3,平均粒径1.4 Nm,在大气中的浓度为 0.2mg/m3,对光的折射率为2.2 ,计算大气的最大能见度。解：由大气污染

7、控制工程 P18 (1-2),最大能见度为Lv2.6：pdpK：2.6 1400 1.42.2 0.2= 11581.8m第二章燃烧与大气污染2.1已知重油元素分析结果如下：C: 85.5%H 11.3%O 2.0%N: 0.2%S: 1.0%,试计算：1)燃油1kg所需理论空气量和产生的理论烟气量；2)干烟气中SO的浓度和CO的最大浓度；3）当空气的过剩量为10%寸，所需的空气量及产生的烟气量。解：1kg燃油含：重量（g）摩尔数（g）需氧数（g）C855 71.2571.25H113 2.555.2527.625S100.31250.3125H2O22.51.250N元素忽略。1）理论需氧量

8、 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg设干空气 O: N2体积比为 1: 3.78,则理论空气量 99.1875 X 4.78=474.12mol/kg 重油。即 474.12 X 22.4/1000=10.62m Vkg 重油。烟气组成为 CO71.25mol , H2O55.25+1.25=56.50mol , SO0.1325mol , M3.78 X 99.1875=374.93mol 。理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg 重油。即 502.99 X 22.4/1000=11.27m Mkg 重油。2）

9、干烟气量为 502.99 56.50=446.49mol/kg 重油。SO百分比浓度为 0.3125 X100% = 0.07% ,446.4971 25空气燃烧时CO存在最大浓度5黑100% =15.96%。446.493）过剩空气为10%寸，所需空气量为1.1 X 10.62=11.68m3N/kg重油，产生烟气量为 11.267+0.1 X 10.62=12.33m3N/kg 重油。2.2普通煤的元素分析如下：C65.7%;灰分18.1%; S1.7%; H3.2%;水分9.0%; O2.3% （含N量不计）1）计算燃煤1kg所需要的理论空气量和 SO在烟气中的浓度（以体积分数计）；2）

10、假定烟尘的排放因子为 80%计算烟气中灰分的浓度（以mg/m3表示）；3）假定用硫化床燃烧技术加石灰石脱硫。石灰石中含Ca35%当Ca/S为1.7 （摩尔比）时，计算燃煤1t需加石灰石的量。解：相对于碳元素作如下计算：% （质量）mol/100g 煤 mol/mol 碳C65.75.4751H3.23.20.584S1.70.0530.010O2.30.0720.013灰分 18.13.306g/mol 碳水分 9.01.644g/mol 碳故煤的组成为 CH.584 S0.010 C0.013 ,燃料的摩尔质量（包括灰分和水分）为0°- = 18.26g /molC 。燃烧方程式为

11、5.475n=1+0.584/4+0.010 -0.013/2=1.14951 1495 （1 3 78）33D 理论空气量 95 （1 38）父1000922.4父10 m3/kg = 6.74m3/kg；18.26SO在湿烟气中的浓度为100% =0.174%0.0101.6441 - 0.292 0.010 3.78 1.1495182)产生灰分的量为18 1父1000父80% = 144.8g/kg100烟气量(1+0.292+0.010+3.78 X 1.1495+1.644/18 ) X 1000/18.26 X22.4 X 10 3=6.826m3/kg144.8°34

12、3灰分侬度为 x 103 mg/m=2.12 x 10 mg/m6.8261000 1.7% d 1.7 403）需石灰石= 103.21kg/t 煤32.0035%2.3 煤的元素分析结果如下 S0.6%; H3.7%; C79.5%; N0.9%; O4.7% 灰分10.6%。在空气过剩 20舔件下完全燃烧。计算烟气中SO的浓度。解：按燃烧1kg煤计算重量（g）摩尔数（mol）需氧数（mol）C79566.25 66.25H31.12515.56257.78S60.18750.1875HO52.8752.940设干空气中N2: Q体积比为3.78 : 1 ,所需理论空气量为 4.78 X

13、( 66.25+7.78+0.1875 ) =354.76mol/kg 煤。理论烟气量 CO266.25mol, SO20.1875mol, H2O15.5625+2.94=18.50molz3.78 354.764.78= 280.54mol总计 66.25+'8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg 一 0.1875 .实际烟气量 365.48+0.2 X 354.76=436.43mol/kg 煤，SO浓度为x100% = 0.043% o436.432.4 某锅炉燃用煤气的成分如下：H2s0.2%; CO5%; Q0.2%; CO28.5% H13.0%;

14、 CH0.7%; N52.4%;空气含湿量为 12g/m3Na =1.2,试求实际需要的空气量和燃烧时产生的实际烟气量。解：取1mol煤气计算H2s0.002mol 耗氧量 0.003molCO0.05mol0CO0.285mol0.143molH2 (0.13-0.004 ) mol0.063molCH0.007mol0.014mol共需 Q0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中N2: Q体积比为 3.78 : 1 ,则理论干空气量为0.223 X(3.78+1 ) =1.066mol。取 a =1.2,则实际干空气 1.2 X 1.066mol=1.2

15、79mol 。空气含湿量为12g/m3N,即含 H2O0.67mol/m3N , 14.94L/m3N。故 HO体积分数为1.493%。故实际空气量为1.279 一 一 = 1.298m o l。1 -1.493%CO :0.285+0.007+0.05=0.342mol0.223 X 3.78+0.524=1.367mol烟气量 SO :0.002molH2O0.002+0.126+0.014+1.298 X 1.493%+0.004=0.201mol故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2 X 1.066=2.125mol2.5干烟道气的组成为：CO11% （体

16、积），Q8% CO2% SO120X 10一6 （体积分数），颗粒物 30.0g/m 3 （在测定状态下），烟道气流流量在 700mmH明443K条件下为5663.37m3/min ,水气含量8% （体积）。试计算：1）过量空气百分比；2） SO的排放浓度（ %/m3） ; 3）在标准状态下（1atm和273K）,干烟道体积；4）在标准状态下颗粒物的浓度。解：1） N2%=1 11%- 8%- 2%- 0.012%=78.99%由大气污染控制工程 P46 （211）空气过剩8 -0.5 2100% =50.5%0.264 78.99 -(8 - 0.5 2)2）在测定状态下，气体的摩尔体积为1

17、01325 22.4 443P1Vl T2101325 22.4 443V = = 39.46L/ mol ；T1P2 273 700 133.322取im烟气进行计算，则soi 20X i06m,排放浓度为120 10-63-3x(1 8%) x64 =0.179g/m3。39.46 103)4)2.622.435663.37 父乂 (1 -8%) = 2957 mN / min 。39.4639.46330.0 父=52.85g / mN 。22.4煤炭的元素分析按重量百分比表示，结果如下：氢5.0%;碳75.8%;氮1.5%;硫1.6%;氧7.4%;灰8.7%,燃烧条件为空气过量20%,

18、空气的湿度为0.0116molH2O/mol干空气，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。解：按1kg煤进行计算重量（g）摩尔数（mol）需氧数（mol）C75863.17 63.17H40.7520.37510.19S160.50.5HO83.254.6250需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol设干空气中 N2: Q体积比为 3.78 : 1,则干空气量为 73.86 X4.78 X 1.2=423.66mol , 含水 423.66 X0.0116=4.91mol 。烟气中：CO63.17mol ; SO0.5mol ; HO4.91+4.625+20.375=29.91mo

19、l ;N2： 73.86 X 3.78=279.19mol ;过剩干空气 0.2 X 73.86 X 4.78=70.61mol。实际烟气量为 63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol其中 co 63.17 x100% =14.25% ； SO 0.5 x100%=0.11% ； 443.38443.38s 29.91279.19 0.79 70.61HOx 100% = 6.74% ； N2x 100% = 75.55%。443.38Q 70.61 父 0.209 父100% =3.33%。443.38443.382.7运用教材图27和上题的计算结果，估算

20、煤烟气的酸露点。解：SO含量为0.11%,估计约1/60的SO转化为SO,则SO含量八 1,一-.一 -5_5_0 11% X=18310 即 R2SO4=1.83 X 10 , lgPH2SO4=-4.737。 60'查图2 7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。2.8燃料油的重量组成为：C86% H14%在干空气下燃烧，烟气分析结果（基于干烟气）为:数）。试计算燃烧过程的空气过剩系数。解：以1kg油燃烧计算，01.5%; CO600X 10 6 (体积分C860g71.67mol;H140g70mol,耗氧 35mol。设生成COxmol 耗氧 0.5xmol ,则生成 CO (71.

21、67 -x) mol,耗氧(71.67 -x) mol。烟气中总氧量Q量5%x 。 _6 600 101 5%x a +0 5x +(71 67 -x) +35 =106 67 +24 5x ,干空气中 N2： Q体积比为 3.78 : 1,则含 N23.78600 10X （ 106.67+24.5x ）。根据干烟气量可列出如下方程:1.5%x600 10-71.67 3.78(106.67 24.5x)=600 10-解得 x=0.306,71.67 -0.306 .故 co% x 100% = 13.99% ;0.306600 10-6励%： 378(24.5 0.306 106.67)

22、 100% =84.62%0.306600 10-6由大气污染控制工程 P46 （211）尸一千川多将/1.5 -0.5 0.06仝气过剩系数 ： =1 =1.070.264 84.62 -（1.5 -0.5 0.06）第三章大气污染气象学500hPa,试问登山运动员从山脚向上爬了3.1 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 P dZ （1）将空气视为理想气体，即有mmPMPV = RT可写为P = =（2） MVRT将（2）式带入（1）,并整理，得到以下方程：假定在一定范围

23、内温度 T的变化很小，可以忽略。对上式进行积分得：ln P = gMZ +C 即 ln& =幽（Z2 Zi） （3） RTR RT假设山脚下的气温为10' C,带入（3）式得：得 Z = 5.7km即登山运动员从山脚向上爬了约5.7km。1.50 )3.2 在铁塔上观测的气温资料如下表所示，试计算各层大气的气温直减率:1.50 ,并判断各层大气稳定度。高度Z/m1.5103050气温T/K298297.8297.5297.3解：1.5 40V10 -3030 -5013iTAZAT豆竺izATAZ- - - - -297.8 -29810 -1.5= 2.35K/100m d2

24、97.5-297.830-10297.3 - 297.550-30= 1.5K/100md= 1.0K/100m d不稳定不稳定不稳定297.5 - 298=1.75K /100m > ； d,不稳无30-1.51.5 _50.订3.3在气压为z400hPa 处,解:P,0.288p0297.3 -298一=1.44K/100mA ¥d，不稳定。50 -1.5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?高度Z/m1020304050风速u/m.s3.03.53.94.24.53.4试用下列实测数据计算这一层大气的嘉指数m值。解：由大气污染控制工

25、程 P80 (323), u =u1()m ,取对数得 lg = = m lg()U1 Z几 I u- Z、仅 ig = = y, ig()U1Z1x0.3010.4770.6020.699y0.06690.11390.14610.1761=x,由实测数据得由excel进行直线拟合，取截距为0,直线方程为：y=0.2442x故 m= 0.2442。3.5某市郊区地面10m高处的风速为2m/s,估算50m> 100m 200m> 300m 400m高度处在稳定度为 R D、F时的风速，并以 高度为纵坐标，风速为横坐标作出风速廓线图。解:Ui 二U0(0.0750、0.07Z2、0.0

26、7=2父()=2.24m/s, u2 =u0()=2父(10Z010010、0.07)2.35m/ sU3Z3 0.07 = U0()Z0二2 (整07= 2.47m/s ,Z4 0.07U4 =U0(7)Z0300 007=2 ().=2.54m/s10U5一/Z5 0.07 =u°(7)Z0=2 (40010)0.07= 2.59m/s。稳定度D, m=0.15U1 = U0(Z0)0.1550 015二2 (一)10= 2.55m/s ,Z2、U2 - U0() Z00.1510010)0.15 =2.82m/s,Z-Z .0.15U3 U0( -)Z0二2 (20010)0.

27、15 =3.13m/s, u4=u0(Z4Z0)0.15 二 2 (30010)0.15 = 3.33m/sZ5 0.15U5 =U0(7) Z0400 015=2父().=3.48m/s。10稳定度F, m=0.25U1 = U0(Z0)0.25=2 (史产510= 2.99m /s , u2 = u0(Z0)0.25 = 2 (10010)0.25=3.56m/s Z3 0 25 -200 0 25Z4 025 c 300 0 25U3=Uo(-). =2x().=4.23m/s, U4 =u0().=2父(厂 =4.68m/sZ010Z010风速廓线图略。3.6 一个在30m高度释放的探

28、空气球，释放时记录的温度为11.0'C,气压为1023hPa。释放后陆续发回相应的气温和气压记录如下表所给。1）估算每一组数据发出的高度；2）以高度为纵坐标，以气温为横坐标，作出气温廓线图；3）判断各层大气的稳定情况。测定位置2345678910气温/' C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8气压/hPa10121000988969909878850725700解：1）根据AirPollutionControlEngineering 可得高度与压强的关系为电_ = _8里_ dzP RT.2 dP.将 g=9.81m/s、M=0.029kg、R=8

29、.31J/(mol.K) 代入上式得 dZ =-29 21T 。P当 t=11.0 C,气压为 1023hPa；当 t=9.8 C,气压为 1012hPa,故 P= ( 1023+1012) /2=1018Pa, T= (11.0+9.8 ) /2=10.4 C=283.4K, dP=1012-1023= 11Pa。.-11因此 dz = -29 21283.4m =89m , z=119mo1018同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：测定位置2345678910气温/' C9.812.014.015.013.013.012.61.60.8气压/hPa10121000988969

30、909878850725700高度差/m89991011635362902711299281高度/m11921831948210181307157828773158T11-9 82)图略 3)篇=_一二=一= 1.35K/100mA 兀，不稳定;-Zi _2- 89I 9.8-12=2 = -= 2.22K/100m <0,逆温;-Z2 _3- 99丁3 工12 -143 = -=-1.98K/100m <0 ,逆温;Z工-101-15 = -0.61K /100m < 0 ,逆温;-Z4 _5-163订5_615-13一k _6 = -= 一= 0.37K / 100m &

31、lt; d，稳7Ns -536?7 _& = - 丁7-8 = 0.15K /100m < %，稳定;Za -2718_9 = - 丁89 = = 0.85K / 100m <。，稳定;Z _9129979 101.6 - 0.899 io = -=0.28K /100m < dd ,私、te。一Z。-2813.7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123456地面温度/C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/C26.715.68.95.020.028.0解

32、：G1 =也=26.7-21.1 =1.22k/100m >0,故工=G1 <0,逆温; z145811.T215.6 -21.1G2 =- =-0.72K/100m,故力=一G2 =0.72K/100m<¥d ,稳定; Z763G3 =组=8.9 15.6 _1.16K /100m 故73 = _g3 =1.16K /100m > 兀，不稳定; lz3580G4 = = -1K /100m ,故；'4 G4 = 1K / 100m a'd，不稳定;. Z 2000G5 =/=20.0 -30.0 = 2K/100m,故 =-G5 =2K/10

33、0mA九，不稳定; Z 500T628.0 -25.0G6 =- =0.43K/100mA0 ,故尸6 =G6 <0逆温。 Z7003.8确定题3.7中所给的每种条件下的位温梯度。解：以第一组数据为例进行计算：假设地面大气压强为1013hPa ,则由习题3.1推导得到的公式,P2gM r、ln = -一(Z2 Z1)，代入已知数据(温度T取两高度处的平均值)即RRTP98 0 029一ln = x 458 ,由此解得 P2=961hPa10138.314 297由大气污染控制工程P72 (315) 可分别计算地面处位温和给定高度处位温1000、0.288 一 地面(_)地面= 294.1

34、(10001013)0.288= 293K ,1000 0.2881 =丁1()n= 299.7(1000961、0.288)=303.16K ,293 -303故位温梯度=2.18K / 100m0 -458同理可计算得到其他数据的位温梯度，结果列表如下:测定编号123456地面温度/C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/' C26.715.68.95.020.028.0位温梯度/K/100m2.220.27-0.17-0.02-1.021.423.9假如题3.7中各种高度处的气压相应为970、925、935、820

35、、950、930hPa,确定地面上的位温。解：以第一组数据为例进行计算，由习题 3.1推导得到的公式ln.P2 =_gM（Z2_Z1） ,设地面压强为 R,代入数据得 P RT到：ln 970=- 9.8 -0.029 父458 ,解得 Pi=1023hPa。因此Pi8.314 297同理可计算得到其他数据的地面位温，结果列表如下:测定编号123456地面温度/' C21.121.115.625.030.025.0高度/m4587635802000500700相应温度/' C26.715.68.95.020.028.0地面压强/hPa1023101210021040100610

36、07地面位温/' C292.2293.1288.4294.7302.5297.4第四章大气扩散浓度估算模式4.1污染源的东侧为峭壁，其高度比污染源高得多。设有效源高为H,污染源到峭壁的距离为 L,峭壁对烟流扩散起全反射作用。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，则有222：(x,y,z,H)=zexp(一 次)exp一rexp一 言现存在峭壁，可考虑 p为实源与虚源在所关心点贡献之和。实源：1 =Qexp(2 二 U-y- z2三)exp2、2(z-H)2, r五exp2

37、二 z(z H)2-_ 、2,.- 2,.、2虚源：2 =-=Qexp-(2y)-exp -(z- 2) exp-(z 2) 2二 u；z"22。22二 22, .一 2,_ _ 9因此27；exp(一力exp一 % ex* 皆 +exp(y2(2L-y)；/ exp-(exp2 - y2 - y(z-H)2ex*2 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5ml排放速度13.5m/s ,烟气温度为418K。大气温度288K,大气为中性层结，源高处的 平均风速为4m/so试用霍兰德、布里格斯（x<=10H）、国家标准 GB/T132019

38、1中的公式计算烟气抬升高度。解：霍兰德公式VsDTs -TaH =4(1.5 2.7-一a uTs13.5 5418 -288D) =(1.5 + 2.7 黑黑 5) = 96.16m。4418布里格斯公式2.7 T -T 22.7418 2882一QH =rx-vsD =3Km13.5x5 =29521kW >21000kW 且9.6 10，Ts9.6 10 学 418x<=i0Hso 此时 AH =0.362QH/3x2/3U,=0.362父 295211/3 父 4,x2/3 =2.80x2/3。按国家标准 GB/T13201-91中公式计算，因 CH>=2100kVV

39、 TsTa>=130K>35K(发电厂位于城市近郊，取n=1.303, m=1/3 , n2=2/3 )4.3 某污染源排出SO量为80g/s ,有效源高为60m,烟囱出口处平均风速为 6m/s。在当时的气象条件下，正下风方向500m处的cry =35.3m,crz =18.1m ,试求正下风方向500m处so的地面浓度。解：由大气污染控制工程P88 (49)得4.4 解：阴天稳定度等级为 D级，利用大气污染控制工程P95表4- 4查得x=500m时<Ty = 35.3m, dz =18.1m o将数据代入式4 8得一2一 27(500,50,0,60)= ,3)=0.010

40、mg /m80502602exo( 2) ex( 2二 6 35.3 18.12 35.32 18.14.4 在题4.3所给的条件下，当时的天气是阴天，试计算下风向x=500m> y=50m处SO的地面浓度和地面最大浓度解：阴天稳定度等级为D级，利用大气污染控制工程P95表 44 查得 x=500m时 cry = 35.3m,crz = 18.1m。将数据代入式48得7(500,50,0,60)=80 exX 二 6 35.3 18.15022 35.32)exX6022 18.12)=0.010mg /m34.5 某一工业锅炉烟囱高 30ml直径0.6m,烟气出口速度为 20m/s,烟

41、气温度为405K,大气温度为293K,烟囱出口处风速 4m/s, SQ排放量为10mg/so试计算中性大气条件下 SQ的地面最大浓度和出现的位置。解：由霍兰德公式求得vsDTs -Ta20 0.6405 -293H =(1.5 +2.7aD) =(1.5+2.7父x 0.6) = 5.84m ,烟囱有效 高度为uTs4405H =H s + AH =30 +5.84 = 35.84m。由大气污染控制工程P89 (410) 、 (411)- 2Q ；z 工 _ H _ 35.84 _*max =- 2时，°=7=-=25.34m。二 uH2e2<2取稳定度为D级，由表4 4查得与

42、之相应的x=745.6m。一-2 1025 34, q此时仃y =50.1m。代入上式 Pmax =2 104 = 0.231Ng/m3。ymax2二 4 35.84 e 50.14.6地面源正下风方向一点上，测得 3分钟平均浓度为3.4 X10 3g/m3,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：由大气污染控制工程P98 (431), 2、q,2、0.3Cfy2 =CTyl( ) =<Tyl()=3.02<Iy1 (当 1h < t2 <100h , q=0.3 )10.054.7 一条燃烧着的农业荒地可看作有限长线源，其长为150m据估计有机物

43、的总排放量为 90g/s。当时风速为3m/s,风向垂直于该线源。试确定线源中心的下风距离 400m处，风吹3到15分钟时有机物的浓度。假设当时是晴朗的秋天下午4: 00o试问正对该线源的一个端点的下风浓度是多少？解：有限长线源-2QLH2 P2 1： (x,0,0,H):Lexp(-口)2 二 u；=z2二 z P1 2 二exp(P22)dP。首先判断大气稳定度，确定扩散参数。中纬度地区晴朗秋天下午4: 00,太阳高度角3035左右，属于弱太阳辐射;查表4-3 ,当风速等于3m/s时，稳定度等级为 C,则400m处Oy =43.3m,oz = 26.5m o其次判断3分钟时污染物是否到达受体

44、点。因为测量时间小于0.5h ,所以不必考虑采样时间对扩散参数的影响。3分钟时，污染物到达的距离 x =ut =3M3M60 = 540m A 400m,说明已经到达受体点。有限长线源：(x,0,0,H)2QL/ H2、P2 1exp(-口)P 一,2二 u；z2；z P . 2二P2 exp(一万)dP ._90距离线源下风向 4m处，Pi=-75/43.3= 1.732, P2=75/43.3=1.732 ; QL =g/(m ,s)=0.6g/(m s) o 代入上150式得7(400,0,0,0)=2 0.6. 2 二 3 26.51.7321exp(7322二P23)dp = 5.5

45、2mg /m。端点下风向 R=0, P2=150/43.3=3.46 ,代入上式得4.8 某市在环境质量评价中，划分面源单元为1000mx 1000m其中一个单元的 SO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15ml试用虚拟点源的面源扩散模式计算这一单元北面的邻近单元中心处SO的地面浓度。100015解：设大气稳jE度为 C级，<iy0 =232 56mcrz0 = 6 98m。4.32.15当 x=1.0km, CTy =99.1m,CTz =61.4m。由大气污染控制工程P106 (4 49)4.9 某烧结厂烧结机的SO的排放量为180g/s ,在冬

46、季下午出现下沉逆温，逆温层底高度为360m,地面平均风速为3m/s ,混和层内的平均风速为 3.5m/s o烟囱有效高度为 200ml试计算正下风方向 2km和6km处SO的地面浓度。解：设大气稳定度为 C级。% = D - H = 360 - 200 =74 42m= xD=1226 5m2.152.15当x=2km时，xd<x<2xd,按x=xd和x=2xd时浓度值内插计算。x=xd时，cry =118.26m,crz = 74.42m,代入大气污染控制工程 P88 (49)得H21802002二 u；Vzexp(-2)二exp(-22二 2二 3.5 118.26 74.42

47、2 74.4223)=0.050mg/m3x=2xd时0y =221.41m,oz =139.10m ,代入 pioi(4 36)得202 = fexp( yy) = -= 0.257mg/m3 ；.2二 uD2二y ,2二 3.5 360 221.41通过内插求解0.257 -0.0501226.5 _3(2000 -1226.5) =0.181mg/m3当 x=6km>2% 时，<jy =474m, P18030.120mg/ m2 二 3.5 360 474计算结果表明，在Xd<=X<=2Xd范围内,浓度随距离增大而升高。4.10 某硫酸厂尾气烟囱高 50m SO

48、排放量为100g/s。夜间和上午地面风速为 3m/s,夜间云量为3/10。当烟流全部发生熏烟 现象时，确定下风方向12km处SO的地面浓度。由所给气象条件应取稳定度为 E级。查表4-4得x=12km处，ay = 4277m,。z = 87.4m。yf = y50十一= 427 十一=433.25m,hf =H2。”50 2 87.4 = 224.8m、Q：f(1200Q0,0,50)二 一 2二 uhf 二100工 31.365 10%g/m 。yf2二 3 224.8 433.254.11某污染源SO排放量为80g/s ,烟气流量为265m3/s ,烟气温度为418K,大气温度为293K。这

49、一地区的SO本底浓度为0.05mg用，设仃z/0y =0.5, u10 =3m/s,m=0.25,试按环境空气质量标准的二级标准来设计烟囱的高度和出口直径。解：按大气污染控制工程 P91 (4-23)由 P80 (3-23) u =u10(Z10mH s 0.25) =3(=)10= 1.687H：.25按城市及近郊区条件，参考表4 2,取n=1.303 ,ni=1/3 ,作=2/3 ,代入 P91 (422)得1 _ n n , H =n0Q/Hs2u1.303 281001/3 Hs2/31 / 41.687H；=23.48H5/12环境空气质量标准的二级标准限值为0.06mg/m3 (年

50、均)，代入 P109 (462)2 80 10 "3 0.5；3.142 2.718 1.687(Hs.：H)0.25(0.06 -0.05) 10上-：H解彳t HsH =Hs 23.48H5/12 _ 357.4m于是Hs>=162m实际烟囱高度可取为170nl烟囱出口烟气流速不应低于该高度处平均风速的1.5倍，即Uv>=1.5 X 1.687 X 1700.25 =9.14m/s。但为保证烟气顺利抬升，出口流速应在 2030m/s。取Uv=20m/s,则有4QvUv4 265 =4 1m，实际直径可取为 4.0m o二 204.12试证明高架连续点源在出现地面最大浓度的距离上，烟流中心线上的浓度与地面浓度之比值等于1.38 。解：高架连续点源出现浓度最大距离处，烟流中心线的浓度按P88 (47)2Wy；z1 exp1.018Q 上H-=(由 P89 (411) Oz=7)2 二 u二 y；，2而地面轴线浓度：2二'max2q二 uH 2e因此,:1 / ：2 =1.018Q2二 u"二z/(2Q二 uH 2e_2_2_1.018H2e _ 1.018H2e _ 1.018e4024( H)22、