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大气污染控制工程 khdaw
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Khdaw团队一直秉承用心为大家服务的宗旨,以关注学生的学习生活为出发点, 旨在为广大学生朋友的自主学习提供一个分享和交流的平台。   爱校园(www.aixiaoyuan.com) 课后答案网(www.khdaw.com) 淘答案(www.taodaan.com)   1111 / 29292929 第一章 概 论 1.11.11.11.1 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 , ;%51.75%100 197.28 01.28781.0 %2 =×× × =N %08.23%100 197.28 00.32209.0 %2 =×× × =O , 。%29.1%100 197.28 94.3900934.0 % =× × × =Ar %05.0%100 197.28 01.4400033.0 %2 =×× × =CO 1.21.21.21.2 解: 由我国《环境空气质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下: SO2:0.15mg/m3,NO2:0.12mg/m3,CO:4.00mg/m3。按标准状态下 1m3干空气计算,其摩尔数为 。故三种污染物体积百分数分别为:mol643.44 4.22 101 3 = × SO2: ,NO2:ppm052.0 643.4464 1015.0 3 = × × − ppm058.0 643.4446 1012.0 3 = × × − CO: 。ppm20.3 643.4428 1000.4 3 = × × − 1.31.31.31.3 解: 1) (g/m3N)ρ 3 3 4 /031.1 104.22 1541050.1 N mg= × ×× = − − c(mol/m3N) 。 33 3 4 /1070.6 104.22 1050.1 N mmol − − − ×= × × = 2)每天流经管道的 CCl4质量为 1.031×10×3600×24×10 -3kg=891kg 1.41.41.41.4 解: 每小时沉积量 200×(500×15×60×10-6)×0.12 =10.8gµ gµ 1.51.51.51.5 解: 由《大气污染控制 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 》P14 (1-1),取 M=210 ,2369.0 105.19 102.2 210 2 4 2 2 = × × ×== − − ∝ O p p M HbO COHb COHb饱和度 %15.19 2369.01 2369.0 /1 / 2 2 2 = + = + = + = HbOCOHb HbOCOHb HbOCOHb COHb CO ρ 1.61.61.61.6 解: 含氧总量为 。不同 CO百分含量对应 CO的量为:mL960 100 204800 = × 2%: ,7%:mL59.19%2 %98 960 =× mL26.72%7 %93 960 =× 1)最初 CO水平为 0%时 ;min0.172 10102.4 26.72 34 = ×× = − t 2)最初 CO水平为 2%时 。min4.125 10102.4 59.1926.72 34 = ×× − = − t 1.71.71.71.7 解: 由《大气污染控制工程》P18 (1-2),最大能见度为 。m K d L pp v 8.11581 2.02.2 4.114006.26.2 = × ×× == ρ ρ 2222 / 29292929 第二章 燃烧与大气污染 2.12.12.12.1 解: 1kg燃油含: 重量(g) 摩尔数(g) 需氧数(g) C 855 71.25 71.25 H 113-2.5 55.25 27.625 S 10 0.3125 0.3125 H2O 22.5 1.25 0 N元素忽略。 1)理论需氧量 71.25+27.625+0.3125=99.1875mol/kg 设干空气 O2:N2体积比为 1:3.78,则理论空气量 99.1875×4.78=474.12mol/kg重油。 即 474.12×22.4/1000=10.62m3N/kg重油。 烟气组成为 CO271.25mol,H2O 55.25+11.25=56.50mol,SO20.1325mol,N23.78×99.1875=374.93mol。 理论烟气量 71.25+56.50+0.3125+374.93=502.99mol/kg重油。即 502.99×22.4/1000=11.27 m3N/kg重油。 2)干烟气量为 502.99-56.50=446.49mol/kg重油。 SO2百分比浓度为 ,%07.0%100 49.446 3125.0 =× 空气燃烧时 CO2存在最大浓度 。%96.15%100 49.446 25.71 =× 3)过剩空气为 10%时,所需空气量为 1.1×10.62=11.68m3N/kg重油, 产生烟气量为 11.267+0.1×10.62=12.33 m3N/kg重油。 2.22.22.22.2 解: 相对于碳元素作如下计算: %(质量) mol/100g煤 mol/mol碳 C 65.7 5.475 1 H 3.2 3.2 0.584 S 1.7 0.053 0.010 O 2.3 0.072 0.013 灰分 18.1 3.306g/mol碳 水分 9.0 1.644g/mol碳 故煤的组成为 CH0.584S0.010O0.013, 燃料的摩尔质量(包括灰分和水分)为 。燃烧方程式为molCg /26.18 475.5 100 = 222222013.0010.0584.0 78.3010.0292.0)78.3( nNSOOHCONOnOSCH +++→++ n=1+0.584/4+0.010-0.013/2=1.1495 1)理论空气量 ;kgmkgm /74.6/104.221000 26.18 )78.31(1495.1 333 =××× +× − SO2在湿烟气中的浓度为 %174.0%100 18 644.1 1495.178.3010.0292.01 010.0 =× +×+++ 2)产生灰分的量为 kgg /8.144%80 100 1000 1.18 =×× 烟气量(1+0.292+0.010+3.78×1.1495+1.644/18)×1000/18.26×22.4×10-3=6.826m3/kg 灰分浓度为 mg/m3=2.12×104mg/m3310 826.6 8.144 × 3)需石灰石 /t煤kg21.103 %35 407.1 00.32 %7.11000 = ×× × 2.32.32.32.3解: 3333 / 29292929 按燃烧 1kg煤计算 重量(g) 摩尔数(mol) 需氧数(mol) C 795 66.25 66.25 H 31.125 15.5625 7.78 S 6 0.1875 0.1875 H2O 52.875 2.94 0 设干空气中 N2:O2体积比为 3.78:1, 所需理论空气量为 4.78×(66.25+7.78+0.1875)=354.76mol/kg煤。 理论烟气量 CO2 66.25mol,SO2 0.1875mol,H2O 15.5625+2.94=18.50mol N2 mol54.280 78.4 76.35478.3 = × 总计 66.25+`8.50+0.1875+280.54=365.48mol/kg煤 实际烟气量 365.48+0.2×354.76=436.43mol/kg煤,SO2浓度为 。%043.0%100 43.436 1875.0 =× 2.42.42.42.4解: 取 1mol煤气计算 H2S 0.002mol 耗氧量 0.003mol CO2 0.05mol 0 CO 0.285mol 0.143mol H2 (0.13-0.004)mol 0.063mol CH4 0.007mol 0.014mol 共需 O2 0.003+0.143+0.063+0.014=0.223mol。设干空气中 N2:O2体积比为 3.78:1,则理论干空气量 为 0.223×(3.78+1)=1.066mol。取 ,则实际干空气 1.2×1.066mol=1.279mol。2.1=α 空气含湿量为 12g/m3N,即含 H2O0.67mol/ m3N,14.94L/ m3N。故 H2O体积分数为 1.493%。故实际空 气量为 。mol298.1 %493.11 279.1 = − 烟气量 SO2: 0.002mol, CO2: 0.285+0.007+0.05=0.342mol, N2: 0.223× 3.78+0.524=1.367mol, H2O0.002+0.126+0.014+1.298×1.493%+0.004=0.201mol 故实际烟气量 0.002+0.342+1.367+0.201+0.2×1.066=2.125mol 2.52.52.52.5 解: 1)N2%=1-11%-8%-2%-0.012%=78.99% 由《大气污染控制工程》P46 (2-11) 空气过剩 %5.50%100 )25.08(99.78264.0 25.08 =× ×−−× ×− 2)在测定状态下,气体的摩尔体积为 ;molL P T T VP V /46.39 322.133700273 4434.22101325 2 2 1 11 2 =×× ×× =⋅= 取 1m3烟气进行计算,则 SO21 20×10 -6m3,排放浓度为 。 6 3 3 120 10 (1 8%) 64 0.179 / 39.46 10 g m − − × × − × = × 3) 。3 22.4 5663.37 (1 8%) 2957 / min 39.46 N m× × − = 4) 。3/85.52 22.4 39.46 0.03 N mg=× 2.62.62.62.6解: 按 1kg煤进行计算 重量(g) 摩尔数(mol) 需氧数(mol) C 758 63.17 63.17 H 40.75 20.375 10.19 S 16 0.5 0.5 H2O 83.25 4.625 0 4444 / 29292929 需氧 63.17+10.19+0.5=73.86mol 设干空气中 N2:O2体积比为 3.78:1,则干空气量为 73.86×4.78×1.2=423.66mol, 含水 423.66×0.0116=4.91mol。 烟气中:CO2 63.17mol;SO2 0.5mol;H2O 4.91+4.625+20.375=29.91mol; N2:73.86×3.78=279.19mol;过剩干空气 0.2×73.86×4.78=70.61mol。 实际烟气量为 63.17+0.5+29.91+279.19+70.61=443.38mol 其中 CO2 ;SO2 ;%25.14%100 38.443 17.63 =× %11.0%100 38.443 5.0 =× H2O ; N2 。%74.6%100 38.443 91.29 =× %55.75%100 38.443 61.7079.019.279 =× ×+ O2 。%33.3%100 38.443 209.061.70 =× × 2.72.72.72.7解: SO2含量为 0.11%,估计约 1/60的 SO2转化为 SO3,则 SO3含量 ,即 PH2SO4=1.83×10 -5,lg PH2SO4=-4.737。 51083.1 60 1 %11.0 −×=× 查图 2-7得煤烟气酸露点约为 134摄氏度。 2.82.82.82.8解: 以 1kg油燃烧计算, C 860g 71.67mol; H 140g 70mol,耗氧 35mol。 设生成 CO x mol,耗氧 0.5x mol,则生成 CO2 (71.67-x)mol,耗氧(71.67-x)mol。 烟气中 O2量 。610600 %5.1 −× x 总氧量 ,干空气中 N2:O2体积比为 3.78:1,则xxx x 5.2467.10635)67.71(5.0 10600 %5.1 6 +=+−++ × − 含 N2 3.78×(106.67+24.5x)。根据干烟气量可列出如下方程: ,解得 x=0.306 66 10600 )5.2467.106(78.367.71 10600 %5.1 −− × =+++ × x x x 故 CO2%: ;%99.13%100 10600 306.0 306.067.71 6 =× × − − N2%: %62.84%100 10600 306.0 )67.106306.05.24(78.3 6 =× × +× − 由《大气污染控制工程》P46 (2-11) 空气过剩系数 07.1 )06.05.05.1(62.84264.0 06.05.05.1 1 = ×−−× ×− +=α 第三章 大气污染气象学 3.13.13.13.1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: (1)dP g dZρ= − ⋅ 将空气视为理想气体,即有 可写为 (2) m PV RT M = m PM V RT ρ = = 将(2)式带入(1),并整理,得到以下方程: dP gM dZ P RT = − 5555 / 29292929 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: 即 (3)ln gM P Z C RT = − + 2 2 1 1 ln ( ) P gM Z Z P RT = − − 假设山脚下的气温为 10。C,带入(3)式得: 500 9.8 0.029 ln 1000 8.314 283 Z × = − ∆ × 得 5.7Z km∆ = 即登山运动员从山脚向上爬了约 5.7km。 3.23.23.23.2解: ,不稳定 d mK z T γγ >= − − −= ∆ ∆ −=− 100/35.25.110 2988.297 105.1 ,不稳定 d mK z T γγ >= − − −= ∆ ∆ −=− 100/5.11030 8.2975.297 3010 ,不稳定 d mK z T γγ >= − − −= ∆ ∆ −=− 100/0.13050 5.2973.297 5030 ,不稳定 d mK z T γγ >= − − −= ∆ ∆ −=− 100/75.15.130 2985.297 305.1 ,不稳定。 d mK z T γγ >= − − −= ∆ ∆ −=− 100/44.15.150 2983.297 505.1 3.33.33.33.3解: ,288.0 0 1 0 1 )( P P T T = K P P TT 49.258) 400 600 (230)( 288.0288.0 0 1 01 === 3.43.43.43.4解: 由《大气污染控制工程》P80 (3-23), ,取对数得m Z Z uu )( 1 1= )lg(lg 11 Z Z m u u = 设 , ,由实测数据得y u u = 1 lg x Z Z =)lg( 1 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。 3.53.53.53.5 解: ,0.07 0.0711 0 0 50 ( ) 2 ( ) 2.24 / 10 Z u u m s Z = = × = 0.07 0.0722 0 0 100 ( ) 2 ( ) 2.35 / 10 Z u u m s Z = = × = ,0.07 0.0733 0 0 200 ( ) 2 ( ) 2.47 / 10 Z u u m s Z = = × = 0.07 0.0744 0 0 300 ( ) 2 ( ) 2.54 / 10 Z u u m s Z = = × = 。0.07 0.0755 0 0 400 ( ) 2 ( ) 2.59 / 10 Z u u m s Z = = × = 稳定度 D,m=0.15 ,sm Z Z uu /55.2) 10 50 (2)( 15.015.0 0 1 01 =×== sm Z Z uu /82.2) 10 100 (2)( 15.015.0 0 2 02 =×== ,sm Z Z uu /13.3) 10 200 (2)( 15.015.0 0 3 03 =×== sm Z Z uu /33.3) 10 300 (2)( 15.015.0 0 4 04 =×== x 0.301 0.477 0.602 0.699 y 0.0669 0.1139 0.1461 0.1761 6666 / 29292929 。sm Z Z uu /48.3) 10 400 (2)( 15.015.0 0 5 05 =×== 稳定度 F,m=0.25 ,sm Z Z uu /99.2) 10 50 (2)( 25.025.0 0 1 01 =×== sm Z Z uu /56.3) 10 100 (2)( 25.025.0 0 2 02 =×== ,sm Z Z uu /23.4) 10 200 (2)( 25.025.0 0 3 03 =×== sm Z Z uu /68.4) 10 300 (2)( 25.025.0 0 4 04 =×== sm Z Z uu /03.5) 10 400 (2)( 25.025.0 0 5 05 =×== 风速廓线图略。 3.63.63.63.6解: 1)根据《Air Pollution Control Engineering》可得高度与压强的关系为 dz RT gM P dP −= 将 g=9.81m/s2、M=0.029kg、R=8.31J/(mol.K)代入上式得 。T P dP dz 21.29−= 当 t=11.0。C,气压为 1023 hPa;当 t=9.8。C,气压为 1012 hPa, 故 P=(1023+1012)/2=1018Pa,T=(11.0+9.8)/2=10.4。C=283.4K,dP=1012-1023=-11Pa。 因此 ,z=119m。mmdz 894.283 1018 11 21.29 = − −= 同理可计算其他测定位置高度,结果列 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 如下: 2)图略 3) ,不稳定; d mK z T γγ >= − − −= ∆ ∆ −= − − − 100/35.189 8.911 21 21 21 ,逆温;0100/22.2 99 128.9 32 32 32 <−=− − −= ∆ ∆ −= − − − mK z T γ ,逆温;0100/98.1 101 1412 43 43 43 <−=− − −= ∆ ∆ −= − − − mK z T γ ,逆温;0100/61.0 163 1514 54 54 54 <−=− − −= ∆ ∆ −= − − − mK z T γ ,稳定; d mK z T γγ <= − − −= ∆ ∆ −= − − − 100/37.0536 1315 65 65 65 0 290 1313 76 76 76 =− − −= ∆ ∆ −= − − − z T γ ,稳定; d mK z T γγ <= − − −= ∆ ∆ −= − − − 100/15.0271 6.1213 87 87 87 ,稳定; d mK z T γγ <= − − −= ∆ ∆ −= − − − 100/85.01299 6.16.12 98 98 98 ,稳定。 d mK z T γγ <= − − −= ∆ ∆ −= − − − 100/28.0281 8.06.1 109 109 109 测定位置 2 3 4 5 6 7 8 9 10 气温/。C 9.8 12.0 14.0 15.0 13.0 13.0 12.6 1.6 0.8 气压/hPa 1012 1000 988 969 909 878 850 725 700 高度差/m 89 99 101 163 536 290 271 1299 281 高度/m 119 218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158 7777 / 29292929 3.73.73.73.7解: ,故 ,逆温;0100/22.1 458 1.217.26 1 1 1 >= − = ∆ ∆ = mK z T G 011 <−= Gγ ,故 ,稳定;mK z T G 100/72.0 763 1.216.15 2 2 2 −= − = ∆ ∆ = d mKG γγ <=−= 100/72.022 ,故 ,不稳定;mK z T G 100/16.1 580 6.159.8 3 3 3 −= − = ∆ ∆ = d mKG γγ >=−= 100/16.133 ,故 ,不稳定;mK z T G 100/1 2000 0.250.5 4 4 4 −= − = ∆ ∆ = d mKG γγ >=−= 100/144 ,故 ,不稳定;mK z T G 100/2 500 0.300.20 5 5 5 −= − = ∆ ∆ = d mKG γγ >=−= 100/255 ,故 逆温。0100/43.0 700 0.250.28 6 6 6 >= − = ∆ ∆ = mK z T G 066 <−= Gγ 3.83.83.83.8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 ,代入已知数据(温度 T取两高度处的平均值)即2 2 1 1 ln ( ) P gM Z Z P RT = − − ,由此解得 P2=961hPa。458 297314.8 029.08.9 1013 P ln 2 × × × =- 由《大气污染控制工程》P72 (3-15)可分别计算地面处位温和给定高度处位温: ,K P T 293) 1013 1000 (1.294) 1000 ( 288.0288.0 === 地面 地面地面θ ,K P T 16.303) 961 1000 (7.299) 1000 ( 288.0288.0 1 11 ===θ 故位温梯度= mK 100/18.2 4580 303293 = − − 同理可计算得到其他数据的位温梯度,结果列表如下: 3.93.93.93.9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 ,设地面压强为 P1,代 2 2 1 1 ln ( ) P gM Z Z P RT = − − 入数据得到: ,解得 P1=1023hPa。因此458 297314.8 029.08.9 P 970 ln 1 × × × =- K P T 2.292) 1023 1000 (1.294) 1000 ( 288.0288.0 === 地面 地面地面θ 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 1 2 3 4 5 6 地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0 高度/m 458 763 580 2000 500 700 相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0 位温梯度/ K/100m 2.22 0.27 -0.17 -0.02 -1.02 1.42 测定编号 1 2 3 4 5 6 地面温度/。C 21.1 21.1 15.6 25.0 30.0 25.0 高度/m 458 763 580 2000 500 700 8888 / 29292929 3.103.103.103.10 解答待求。 第四章 大气扩散浓度估算模式 4.14.14.14.1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 ]} 2 )( exp[] 2 )( ){exp[ 2 exp( 2 ),,,( 2 2 2 2 2 2 ' zzy zy HzHzy u Q Hzyx σσσ σσπ ρ + −+ − −−= 现存在峭壁,可考虑 为实源与虚源在所关心点贡献之和。ρ 实源 ]} 2 )( exp[] 2 )( ){exp[ 2 exp( 2 2 2 2 2 2 2 1 zzy zy HzHzy u Q σσσ σσπ ρ + −+ − −−= 虚源 ]} 2 )( exp[] 2 )( ]{exp[ 2 )2( exp[ 2 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzyL u Q σσσ σσπ ρ + −+ − − − −= 因此 +]} 2 )( exp[] 2 )( ){exp[ 2 exp( 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzy u Q σσσ σσπ ρ + −+ − −−= ]} 2 )( exp[] 2 )( ]{exp[ 2 )2( exp[ 2 2 2 2 2 2 2 zzy zy HzHzyL u Q σσσ σσπ + −+ − − − − = ]} 2 )( exp[] 2 )( ]}{exp[ 2 )2( exp[) 2 {exp( 2 2 2 2 2 2 2 2 2 zzyy zy HzHzyLy u Q σσσσ σσπ + −+ − − − −+− 刮北风时,坐标系建立不变,则结果仍为上式。 4.24.24.24.2解: 霍兰德公式 。mD T TT u Dv H s ass 16.96)5 418 288418 7.25.1( 4 55.13 )7.25.1( =× − ×+ × = − +=∆ 布里格斯公式 且kWkWDv T TT Q s s as H 210002952155.13 418 288418 106.9 7.2 106.9 7.2 2 3 2 3 >=×× − × × = − × × = −− x<=10Hs。此时 。3/23/213/1 13/23/1 80.2429521362.0362.0 xxuxQH H =××==∆ − − 按国家标准 GB/T13201-91中公式计算, 因 QH>=2100kW,Ts-Ta>=130K>35K。 muHQnH n s n H 93.244412029521303.1 13/23/1 1 0 21 =×××==∆ − − (发电厂位于城市近郊,取 n=1.303,n1=1/3,n2=2/3) 4.34.34.34.3解: 由《大气污染控制工程》P88(4-9)得 3 2 2 2 2 /0273.0) 1.182 60 exp( 1.183.356 80 ) 2 exp( mmg H u Q z zy = × − ××× =−= π σ σσπ ρ 4.44.44.44.4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 。将数据代入式 4-8得mm zy 1.18,3.35 == σσ 。3 2 2 2 2 /010.0) 1.182 60 exp() 3.352 50 exp( 1.183.356 80 )60,0,50,500( mmg= × − × − ××× = π ρ 相应温度/。C 26.7 15.6 8.9 5.0 20.0 28.0 地面压强/hPa 1023 1012 1002 1040 1006 1007 地面位温/。C 292.2 293.1 288.4 294.7 302.5 297.4 9999 / 29292929 4.54.54.54.5解: 由霍兰德公式求得 ,烟囱有效高度为mD T TT u Dv H s ass 84.5)6.0 405 293405 7.25.1( 4 6.020 )7.25.1( =× − ×+ × = − +=∆ 。mHHH s 84.3584.530 =+=∆+= 由《大气污染控制工程》P89 (4-10)、( 4-11) 时, 。 y z eHu Q σ σ π ρ 2max 2 = m H z 34.25 2 84.35 2 ===σ 取稳定度为 D级,由表 4-4查得与之相应的 x=745.6m。 此时 。代入上式 。m y 1.50=σ 3 2max /231.0 1.50 34.25 84.354 102 mg e µ π ρ =× ×× × = 4.64.64.64.6解: 由《大气污染控制工程》P98 (4-31) (当 ,q=0.3)1 3.0 1 1 2 12 02.3)05.0 2 ()( yy q yy σσ τ τ σσ === hh 1001 2 <≤ τ 33 3 1 2 2 2 /1012.1 02.3 104.3 02.3 ) 2 exp( mg H u Q z zy − − ×= × ==−= ρ σ σσπ ρ 4.74.74.74.7解: 有限长线源 。dP PH u Q Hx P P z z L ) 2 exp( 2 1 ) 2 exp( 2 2 ),0,0,( 2 2 2 2 1 −−= ∫ π σ σπ ρ 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 30~35。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 。mm zy 5.26,3.43 == σσ 其次判断 3分钟时污染物是否到达受体点。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 ,说明已经到达受体点。3 3 60 540 400x ut m m= = × × = > 有限长线源 dP PH u Q Hx P P z z L ) 2 exp( 2 1 ) 2 exp( 2 2 ),0,0,( 2 2 2 2 1 −−= ∫ π σ σπ ρ 距 离 线 源 下 风 向 4m 处 , P1= - 75/43.3= - 1.732 , P2=75/43.3=1.732 ; 。代入上式得)/(6.0)/( 150 90 smgsmgQ L ⋅=⋅= 。3 732.1 732.1 2 /52.5) 2 exp( 2 1 5.2632 6.02 )0,0,0,400( mmgdp P =−× ×× × = ∫− ππ ρ 端点下风向 P1=0,P2=150/43.3=3.46,代入上式得 346.3 0 2 /0.3) 2 exp( 2 1 5.2632 6.02 )0,0,0,400( mmgdp P =−× ×× × = ∫ ππ ρ 4.84.84.84.8解: 设大气稳定度为 C级, 。mm zy 98.6 15.2 15 ,56.232 3.4 1000 00 ==== σσ 当 x=1.0km, 。由《大气污染控制工程》P106 (4-49)mm zy 4.61,1.99 == σσ ]} )()( [ 2 1 exp{ ))(( ),0,,( 2 0 2 2 0 2 00 zzyyzzyy Hy u Q Hyx σσσσ σσσσπ ρ + + + − ++ = 35 2 2 /1057.4] )98.64.61( 15 2 1 exp[ )98.64.61)(56.2321.99(3 10 mg −×= + ⋅− ++×× = π 4.94.94.94.9解: 10101010 / 29292929 设大气稳定度为 C级。 mxm HD Dz 5.122642.74 15.2 200360 15.2 =⇒= − = − =σ 当 x=2km时,xD2xD时, ,m y 474=σ 3/120.0 4743605.32 180 mmg= ××× = π ρ 计算结果表明,在 xD<=x<=2xD范围内,浓度随距离增大而升高。 4.104.104.104.10解: 由所给气象条件应取稳定度为 E级。查表 4-4得 x=12km处, 。mm zy 4.87,4277 == σσ ,m H yyf 25.433 8 50 427 8 =+=+= σσ mHh zf 8.2244.872502 =×+=+= σ 。34 /10365.1 25.4338.22432 100 2 )50,0,0,12000( mg hu Q yff F −×= ××× == πσπ ρ 4.114.114.114.11 解: 按《大气污染控制工程》P91 (4-23) kWkW T T QPQ s vaH 210010810.2 418 293418 265101335.035.0 4 >×= − ×××= ∆ = 由 P80 (3-23) 25.025.0 10 10 687.1)10 (3)( s s m H H Z Z uu === 按城市及近郊区条件,参考表 4-2,取 n=1.303,n1=1/3,n2=2/3,代入 P91(4-22)得 。12/5 4/1 3/23/1 1 0 48.23687.1 28100303.1 21 s s s n s n H H H H uHQnH = ×× ==∆ − 《环境空气质量标准》的二级标准限值为 0.06mg/m3(年均),代入 P109(4-62) H ue Q H y z b s ∆−⋅ − ≥ σ σ ρρπ )( 2 0 = H HH s ∆− ×−∆+×× ××× − − 625.0 3 10)05.006.0()(687.1718.2142.3 5.010802 解得 mHHHH sss 4.35748.23 12/5 ≥+=∆+ 于是 Hs>=162m。实际烟囱高度可取为 170m。 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>=1.5×1.687×1700.25=9.14m/s。但为保证烟 气顺利抬升,出口流速应在 20~30m/s。取 uv=20m/s,则有 ,实际直径可取为 4.0m。m u Q D v v 1.4 20 26544 = × × =≤ ππ 4.124.124.124.12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(4-7) 11111111 / 29292929 Hzy zzy zy HzHzy u Q == + −+ − −−= ,02 2 2 2 2 2 1 ]}2 )( exp[] 2 )( ){exp[ 2 exp( 2 σσσσσπ ρ (由 P89(4-11) ) zyzy u Q H H u Q σσπσσπ 2 018.1 ] 2/2 4 exp[1[ 2 2 2 = ⋅ −+= 2 H z =σ 而地面轴线浓度 。 y z eHu Q σ σ π ρρ ⋅== 2max2 2 因此, 38.1 2 018.1 ) 2 (4 018.1 4 018.1 ) 2 /( 2 018.1 / 2 2 2 2 221 ====⋅= e H eHeH eHu Q u Q z y z zy σ σ σ πσσπ ρρ 得证。 第五章 颗粒污染物控制技术基础 5.15.15.15.1解: 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线, 读出 d84.1=61.0 、d50=16.0 、d15。9=4.2 。 。mµ mµ mµ 81.3 50 1.84 == d d g σ 作图略。 5.25.25.25.2 解: 绘图略。 5.35.35.35.3解: 在对数概率坐标纸上作出对数正态分布的质量累积频率分布曲线,读出质量中位直径 d50(MMD) =10.3 、d84.1=19.1 、d15。9=5.6 。 。mµ mµ mµ 85.1 50 1.84 == d d g σ 按《大气污染控制工程》P129(5-24) ;mNMDNMDMMD g µσ 31.3ln3lnln 2 =⇒+= P129(5-26) ;mdNMDd LgL µσ 00.4ln 2 1 lnln 2 =⇒+= P129(5-29) 。mdNMDd svgsv µσ 53.8ln 2 5 lnln 2 =⇒+= 5.45.45.45.4解: 《大气污染控制工程》P135(5-39)按质量表示 gcm d S Psv m /107.3 6 23×== ρ P135(5-38)按净体积表示 323 /1003.7 6 cmcm d S sv V ×== P135(5-40)按堆积体积表示 。323 /1011.2 )1(6 cmcm d S sv b ×= − = ε 5.55.55.55.5解: 气体流量按 P141(5-43) ;smQQQ NNNN /11000)( 2 1 3 21 =+= 漏风率 P141(5-44) ;%20%100 10000 2000 %100 1 21 =×=× − = N NN Q QQ δ 除尘效率: 考虑漏风,按 P142(5-47) %3.90 100002.4 12000340.0 11 11 22 = × × −=−= NN NN Q Q ρ ρ η 12121212 / 29292929 不考虑漏风,按 P143(5-48) %9.91 2.4 340.0 11 1 2 =−=−= N N ρ ρ η 5.65.65.65.6解: 由气体方程 得RT M m PV = Lg RT PM V m /832.0 42331.8 29)4901001.1( 5 = × ×−× === − ρ sm A Q v /9.17 360024.0 273 423 10000 = × × == 按《大气污染控制工程》P142(5-45) 。PaP 13119.17 2 832.0 8.9 2 =××=∆ 5.75.75.75.7 解: 按《大气污染控制工程》P145(5-58) %99%)801%)(951(1)1)(1(1 21 =−−−=−−−= ηηηT 粉尘浓度为 ,排放浓度 10(1-99%)=0.1g/m3;33 /10/ 22.2 2.22 mgmg = 排放量 2.22×0.1=0.222g/s。 5.85.85.85.8解: 按《大气污染控制工程》P144(5-52) (P=0.02)计算,如下表所示: i i i g g P 1 21−=η 据此可作出分级效率曲线。 5.95.95.95.9解: 按《大气污染控制工程》P144(5-54) 。∑ == %86.721iiT gηη 5.105.105.105.10 解: 当空气温度为 387.5K时 。53 103.2,/912.0 −×== µρ mkg 当 dp=0.4 时,应处在 Stokes区域。mµ 首先进行坎宁汉修正: ,sm M RT v /2.532 1097.28142.3 5.387314.888 3 = ×× ×× == − π , 。则m v 8104.9 499.0 −×== ρ µ λ 47.0 4.0 104.922 2 = ×× == − p d Kn λ , 。61.1)] 10.1 exp(4.0257.1[1 =−++= Kn KnC smgC d u pp s /1041.1 18 5 2 −×== µ ρ 当 dp=4000 时,应处于牛顿区, 。mµ smg d u pp s /34.17 )( 74.1 = − = ρ ρρ ,假设成立。5002750 103.2 34.17912.0104000 Re 5 6 >= × ××× == − − µ ρud p p 粉尘间隔/ mµ <0.6 0.6~0.7 0.7~0.8 0.8~1.0 1~2 2~3 3~4 质量频 率 /% 进口 g1 2.0 0.4 0.4 0.7 3.5 6.0 24.0 出口 g2 7.0 1.0 2.0 3.0 14.0 16.0 29.0 %/ i η 93 95 90 91.4 92 94.7 97.6 粉尘间隔/ mµ 4~5 5~6 6~8 8~10 10~12 20~30 其他 质量频 率 /% 进口 g1 13.0 2.0 2.0 3.0 11.0 8.0 24.0 出口 g2 6.0 2.0 2.0 2.5 8.5 7.0 0 %/ i η 99.1 98 98 98.3 98.5 98.2 100 13131313 / 29292929 当 dp=0.4 时,忽略坎宁汉修正, 。经验证 Rep<1,符合 Stokes公式。mµ smg d u pp s /088.0 18 2 == µ ρ 考虑到颗粒在下降过程中速度在很短时间内就十分接近 us,因此计算沉降高度时可近似按 us计算。 dp=0.4 h=1.41×10 -5×30=4.23×10-4m;mµ dp=40 h=0.088×30=2.64m;mµ dp=4000 h=17.35×30=520.5m。mµ 5.115.115.115.11解: 设最大石英粒径 dp1,最小角闪石粒径 dp2。由题意, g d g d pppp ρ ρ ρ ρ 2211 74.174.1 = 故 。35.1 6.2 5.3 1 2 2 1 === p p p p d d ρ ρ 5.125.125.125.12解: 在所给的空气压强和温度下, 。dp=200 时,sPamkg ⋅×== −53 1081.1,/205.1 µρ mµ 考虑采用过渡区公式,按《大气污染控制工程》P150(5-82): sm gd u pp s /03.1 205.1)1081.1( 81.91850)10200(153.0)(153.0 286.0428.05 714.0714.014.16 286.0428.0 714.0714.014.1 = × × = − = − − ρµ ρρ ,符合过渡区公式。85.13 1081.1 205.103.110200 Re 5 6 = × ××× = − − p 阻力系数按 P147(5-62) 。阻力按 P146(5-59)82.3 Re 5.18 6.0 == p P C 。NuACF pDp 82262 1083.703.1205.1)10200( 4 82.3 2 1 2 1 −− ×=×××××== π ρ 5.135.135.135.13解: 圆管面积 。据此可求出空气与盐酸雾滴相对速度232 1085.7 4 1 mdA −×== π 。考虑利用过渡区公式:sm A Q u s /27.0 601085.7 10127 3 3 = ×× × == − − 286.04
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分类:工学
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