高斯擴(kuò)散模式

1、某核設(shè)施污染源排放的85Kr氣體量為80Bq/s，有效源高為60m，煙囪出口處平均風(fēng)速為6m/s。在當(dāng)時的氣象條件下，正下風(fēng)方向500m處的 ，試求正下風(fēng)方向500m處85Kr氣體量的地面濃度。解：解：3/)mmmzy1 .18,3 .35高斯擴(kuò)散模式的坐標(biāo)系高斯擴(kuò)散模式的坐標(biāo)系高斯模式的有關(guān)假定高斯模式的有關(guān)假定坐標(biāo)系坐標(biāo)系 原點(diǎn)為高架點(diǎn)源排放點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)，原點(diǎn)為高架點(diǎn)源排放點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)，x軸正軸正方向?yàn)槠骄L(fēng)向，方向?yàn)槠骄L(fēng)向，y為橫風(fēng)向，在水平面上垂為橫風(fēng)向，在水平面上垂直于直于x軸，軸，z軸垂直于水平面軸垂直于水平面xoy，向上為正向。，向上為正向。四點(diǎn)假設(shè)四點(diǎn)假設(shè) a污染物濃

2、度在污染物濃度在y、z風(fēng)向上分布為正態(tài)分布風(fēng)向上分布為正態(tài)分布b全部高度風(fēng)速均勻穩(wěn)定全部高度風(fēng)速均勻穩(wěn)定c源強(qiáng)是連續(xù)均勻穩(wěn)定的源強(qiáng)是連續(xù)均勻穩(wěn)定的d擴(kuò)散中污染物是守恒的（不考慮轉(zhuǎn)化）擴(kuò)散中污染物是守恒的（不考慮轉(zhuǎn)化） 高斯擴(kuò)散模式高斯擴(kuò)散模式高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式在x,y,z坐標(biāo)處，來自連續(xù)點(diǎn)源，沉降速度可以忽略的氣體或氣溶膠粒子（一般指粒徑小于20m的粒子)的濃度由下式給出：上式中：上式中： 平均風(fēng)速，m/s； q源強(qiáng),核素活度釋放率，Bq/s。 y側(cè)向擴(kuò)散參數(shù)，污染物在y方向煙羽濃度分布的標(biāo)準(zhǔn)差,m； z豎向擴(kuò)散參數(shù)，污染物在z方向煙羽濃度分布的標(biāo)準(zhǔn)差，m；高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)

3、散模式高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式2222( , ,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地面濃度模式：取地面濃度模式：取z z0 0代入上式，得代入上式，得2222( , ,0,)exp()exp()22yzyzqyHc x yHu 地面濃度模式：取地面濃度模式：取z z0 0代入上式，得代入上式，得22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地面軸線濃度模式：再取地面軸線濃度模式：再取y y=0=0代入上式代入上式22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu 地面軸線濃度模式：再取地面軸線濃度模式：再取y y=0=0代入上式代入上式22( ,0,0,)exp

4、()2zyzqHc xHu yz上上式式，x增增大大，則則、 增增大大，第第一一項(xiàng)項(xiàng)減減小小，第第二二項(xiàng)項(xiàng)增增大大，必必然然在在某某x 處處有有最最大大值值地地面面最最大大濃濃度度模模式式：考考慮慮地地面面軸軸線線濃濃度度模模式式22( ,0,0,)exp()2zyzqHc xHu yz上上式式，x增增大大，則則、 增增大大，第第一一項(xiàng)項(xiàng)減減小小，第第二二項(xiàng)項(xiàng)增增大大，必必然然在在某某x 處處有有最最大大值值yz上上式式，x增增大大，則則、 增增大大，第第一一項(xiàng)項(xiàng)減減小小，第第二二項(xiàng)項(xiàng)增增大大，必必然然在在某某x 處處有有最最大大值值地地面面最最大大濃濃度度模模式式：考考慮慮地地面面軸軸線線濃

5、濃度度模模式式高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式高架連續(xù)點(diǎn)源擴(kuò)散模式 yzconstd ( ,0,0,)0dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大濃度模式（續(xù)）：地面最大濃度模式（續(xù)）：設(shè)設(shè)（實(shí)際中成立）（實(shí)際中成立）由此求得由此求得yzconstd ( ,0,0,)0dzc xHmax22zyqcuH emax|2czx xH地面最大濃度模式（續(xù)）：地面最大濃度模式（續(xù)）：設(shè)設(shè)（實(shí)際中成立）（實(shí)際中成立）由此求得由此求得P51-P56污染物濃度的估算污染物濃度的估算q 源強(qiáng)源強(qiáng) 計算或?qū)崪y計算或?qū)崪y 平均風(fēng)速平均風(fēng)速 多年的風(fēng)速資料多年的風(fēng)速資料 H 有效煙囪高度有效煙囪高度

6、、 擴(kuò)散參數(shù)擴(kuò)散參數(shù)uyz1.煙氣抬升高度的計算煙氣抬升高度的計算 初始動量：初始動量： 速度、內(nèi)徑速度、內(nèi)徑煙溫度煙溫度 浮力浮力煙氣抬升煙氣抬升sHHHsHH煙囪幾何高度煙囪幾何高度抬升高度抬升高度有效源高有效源高sHHHsHH煙囪幾何高度煙囪幾何高度抬升高度抬升高度有效源高有效源高 由于煙流抬升受諸多因素的相互影響，因此煙流抬升高度h的計算尚無統(tǒng)一的理想的結(jié)果。在30多種計算公式中，應(yīng)用較廣適用于中性大氣狀況（穩(wěn)定時減小，不穩(wěn)時增加1020）的霍蘭德(Holland)公式如下：HollandHolland公式比較保守，特別在煙囪高、熱釋放率比較強(qiáng)的公式比較保守，特別在煙囪高、熱釋放率比較

7、強(qiáng)的情況下情況下3ssaHs1(1.52.7)(1.59.6 10)sv DTTHDv DQTuu式中vS煙流出口速度，m/s；D煙囪出口內(nèi)徑，m；u煙囪出口的環(huán)境平均風(fēng)速，m/s；Ts煙氣出口溫度，K；Ta環(huán)境平均氣溫度，K；Qh煙囪的熱排放率，kW。 Briggs公式：適用不穩(wěn)定及中性大氣條件 H1 1/32/3sH1 1/32/3sH21000kW 10 =0.362 10 =1.55當(dāng)時sQxHHQxuxHHQHuH1 1/31/3H3/52/5Hs6 /5 3/53/5Hs21000kW 3 * =0.362 3 * =0.332 *=0.33當(dāng)時QxxHQxuxxHQHxQHu我

8、國我 國 “ 制 訂 地 方 大 氣 污 染 物 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 的 技 術(shù) 方制 訂 地 方 大 氣 污 染 物 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 的 技 術(shù) 方法法”(GB/T13201-91)(GB/T13201-91)中的公式中的公式 12Hsa1 nn0HsHaVasHH121sH12 1 0 0 k W()3 5 K = 0 .3 5 1 7 0 0 k W2 1 0 0 k W1 7 0 0 =() 4 0 02 (1 .50 .0 1)0 .0 4 =sQTTHnQHuTQP QTTTTQQHHHHvDQHu ( 1 ) 當(dāng)和時( 2 ) 當(dāng)時HHsH1 / 43 / 8aH8 (1 7 0 0 )1 7 0 0 k W3 5 K2 (1 .50 .0 1) = 1 0 m1 .5 m / s d = 5 .5(0 .0 0 9 8 )dQuQTvDQHuTHQz( 3 )