垃圾焚烧厂周边环境的建模论文DOC
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2016深圳杯数学建模优秀论文B摘要随着居民生活水平的提高,传统的填埋方式已经不能完全解决日益增多的垃圾产生量,以垃圾焚烧为主的处理方式成为我国解决“垃圾围城”问题的必由之路。
但是由于我国在垃圾焚烧领域起步较晚,垃圾焚烧厂运行不稳定,加之信息不对称,导致居民对垃圾焚烧污染排放的担忧,对垃圾焚烧厂的选址和运营都造成了困扰。
而现行垃圾焚烧除尘工艺不能持续稳定运行的缺陷,是致使社会公众对垃圾焚烧产生危害疑虑的主要原因。
本文给出袋式除尘系统运行稳定性φ的定义为垃圾焚烧厂实际工况与正常工况污染物排放浓度的差值同实际工况与国标规定排放限额差值之比,φ越小说明袋式除尘系统运行越稳定,φ>1说明袋式除尘系统处于不稳定状态。
目前国内对垃圾焚烧袋式除尘系统稳定性方面的研究比较少,主要集中在定性研究方面。
本文试图通过定量的方法,深入解析袋式除尘系统的除尘原理和运行机制量化评价袋式除尘系统的稳定性。
本文将为研究袋式除尘器在正常工况下的除尘效率,本文从过滤原理入手,根据PTFE(聚四氟乙烯)覆膜滤袋的纤维特性和表面过滤原理构建了粉尘颗粒床过滤效率和阻力计算模型,并与实际数据对比,证明用PTFE 覆膜滤袋的袋式除尘系统在正常运行工况下可以达到99.8%以上的运行效率,使粉尘排放浓度达到20mg/Nm3以下,完全可以满足国标规定的排放要求。
其次,本文对袋式除尘系统各种故障进行系统的分析将滤袋损坏分为破损与糊袋两类,从滤料的理化特性着手,创新性的提出袋式除尘系统滤袋的损坏是受运行温度,滤料的长期蠕变和滤袋磨损这三个主要因素共同作用的结果,并定量分析了三个因素各自对滤袋损坏的作用,构建滤袋TCF(温度-蠕变-磨损)损坏模型,用以模拟袋式除尘系统的滤袋损坏情况,并用实际运行数据进行检验,取得了良好的效果。
本文结合袋式除尘系统正常工况下除尘效率模型和滤袋损坏的TCF模型对稳定性进行求解,结果显示一号炉的运行稳定性φ1= 0.2198,二号炉的运行稳定性φ2= 0.8427,采用新的除尘工艺的运行稳定性较一号炉提升97.99%,较二号炉提升98.66%。
生活垃圾焚烧处置环境影响分析及环境保护的研究生活垃圾焚烧处置是常见的垃圾处理方式之一,但其环境影响引起了人们的关注。
本文将分析生活垃圾焚烧处置的环境影响,并探讨如何进行环境保护的研究。
生活垃圾焚烧处置会产生大量的二氧化碳和其他温室气体。
焚烧过程会释放大量的碳排放,加剧全球气候变暖。
焚烧废气中还含有一些致癌物质和有毒有害物质,对人体健康和生态环境造成潜在风险。
生活垃圾焚烧处置会产生大量的灰渣和废水。
焚烧废渣中的重金属和有机物质具有很高的毒性和生物蓄积性,容易对土壤和水体造成污染。
废水中则含有高浓度的盐类和重金属,排放到水体中会对水生生物造成损害。
为了解决生活垃圾焚烧处置的环境问题,需要开展环境保护的研究。
一方面,可以改进焚烧技术,减少废气和废渣的污染物排放。
通过采用高效过滤器和除尘设备,可以有效去除废气中的有害物质,减少对大气环境的污染。
改进废渣处理方法,例如采用生物降解技术处理焚烧废渣,可以减少对土壤和水体的污染。
可以推广生活垃圾分类和资源化利用。
生活垃圾中的许多材料和有机物质可以进行分类回收和再利用,减少焚烧的需求量。
通过加强垃圾分类管理和建设回收系统,可以有效降低焚烧垃圾的排放量。
可以利用生活垃圾中的有机物质进行堆肥和生物能源发电,实现资源的循环利用。
建立完善的监测和管理体系也是环境保护的研究重点。
监测焚烧废气和废渣中的污染物含量,及时采取措施进行治理和调整。
加强对焚烧工艺和设备的监督,确保其达到环境标准。
加强对焚烧厂周边环境影响的评估和管控,保护周边人群的健康和环境的安全。
生活垃圾焚烧处置存在着环境问题,但通过改进技术、推广资源化利用和建立监测管理体系等措施,可以减少环境影响并实现环境保护目标。
通过对生活垃圾焚烧处置的研究,可以促进环境友好型的废物管理体系的建立,实现可持续发展。
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。
我们的题目是:垃圾焚烧厂的经济补偿问题我们参赛年级是(一年级,二年级以上):二年级所属学院(请填写完整的全名,可填多个):数学科学学院、英才实验学院、通信与信息工程学院参赛队员 1. 王吉2. 张博文3. 樊聪丽指导教师或指导教师组负责人:张勇日期: 2014 年 7 月 16日垃圾焚烧厂污染物高斯烟羽扩散动态监测方案摘要本文综合分析了计划建立的垃圾焚烧厂的污染物对周边环境的影响情况,建立了垃圾焚烧厂周边环境污染监测指标,并为垃圾焚烧厂周边的居民设计了风险承担经济补偿方案。
假设该厂焚烧炉排放的污染物符合国家污染物排放新标准的情况下,基于高斯烟羽扩散理论科学定量地分析了周边环境中的污染物的浓度情况,全方位考虑垃圾焚烧厂的垃圾处理量,排烟筒高度,厂址周边的地形地貌,周边的居民点以及包括风速风向在内的气象条件等因素,建立了垃圾焚烧厂周边的环境监测指标,实现了对垃圾焚烧厂烟气排放及相关环境影响状况的动态监控。
以实际的监测结果为依据,计算出了空气质量指标AQI的等级,评估出了垃圾焚烧厂对其周边环境所带来的潜在环境污染风险,结合当地经济发展状况以及垃圾焚烧厂的支付意愿等因素为厂址周围承受环境污染风险的居民制订了合理的经济补偿方案。
考虑故障发生概率情况下,利用泊松分布理论对故障发生的概率进行估计,计算故障发生情况下污染物产生量的变化,并对以上建立的模型进行了修正,建立更合理的环境污染动态监测指标和居民风险承担经济补偿方案。
2016年天津职业技术师范大学数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了天津职业技术师范大学数学建模竞赛的竞赛规则,我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与对外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
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我们参赛选择的题号是(从A/B中选择一项填写): A参赛队员:1. 柳镇2. 袁应梅3. 邢静日期: 2016 年 5 月 1 日2016年天津职业技术师范大学数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):赛区评阅记录(可供赛区评阅时使用):全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号):全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):摘要垃圾焚烧厂即使按照国家标准排放,由于在一定区域面积内排放总量如果过高也会对周围环境和居民正常生活造成影响,污染气体排放的速率直接影响周围环境单位面积的有害气体浓度。
对于废气处理的布袋除尘系统受到很多客观因素的影响,其效率和寿命都会在不同的程度上降低。
布袋除尘器的稳定性与其折损率速率息息相关。
真对问题一,可以利用反演法利用大气环境质量模型,在确定大气环境质量标准情况下,通过模型反演可以计算控制区域各种污染物的排放总量,也可以规划新源的位置、源强和排放高度。
然后利用高斯烟羽模建立matlab图像,可直观看出污染气体的空间分布浓度,方便政府对环境进行综合检测。
针对问题二,假设新的除尘系统为理想模型,定义其稳定性为1,布袋除尘器的稳定性和布袋除尘器的折损率成线性关系,当折损率为0时,其稳定性为1,随着折损率的无限增大,稳定性不断减小无限趋近于x轴,可以判定二者为自变量(0,∞)的指数函数对于折损率根据表3数据最小二乘法拟合出线性回归方程图形,根据图像的自变量系数b设定为折损速率。
垃圾焚烧厂周边地区的风险评估模型关键字:垃圾焚烧厂;ERMOD;扩散;监测1 前言“垃圾围城”是世界性难题,20XX年全国城市生活垃圾清运量达到1.71亿吨。
因此,垃圾焚烧正逐步成为ZG垃圾处理的主要手段之一。
而由于政府监管不力、投资者目光短浅等多方面的原因,致使前些年各地建设的垃圾焚烧电厂在运营中出现了环境污染问题,许多城市的新建垃圾焚烧厂选址都出现因居民反对而难以落地的局面。
在垃圾焚烧厂运行监管方面,目前主要是在垃圾焚烧厂内进行测量监控,缺少从周边环境视角出发的外围动态监控,因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。
2 模型基本假设(1)在城区表层土(0-10cm)取样得到的浓度就是该采样点土壤中的重金属浓度;(2)在自然区获得的重金属浓度能够真实反映该城区的土壤背景值;(3)不考虑区域外污染源对城区内土壤重金属含量的影响;(4)假设模型中使用的采样点能够客观反映整个市区的重金属污染情况;(5)假设事故发生的概率是可估算的;(6)不同区域的人群对污染物的汲取率是一样的。
3 监测因子的提出在对模型求解之前,需要对垃圾焚烧厂烟气当中所产生的各种化学物质依据其对受体的负面健康影响进行一个定量评价。
从而筛选出垃圾焚烧厂设施的有代表性的污染物。
考虑到垃圾焚烧厂的特别性,其环境空气监测因子除了常规污染物HCL、SO2、NOx、以及TSP外,还需监测汞、铅、二恶英等特别污染物。
4 暴露点浓度计算ERMOD模型综合考虑了垃圾焚烧厂周边的大气、风力风向、地形、建筑物等因素,引入了行星边界层等新的大气边界层和大气扩散理论,并采纳高斯扩散公式。
因此,ERMOD模型可用于多种排放源(包括点源、面源和体源)的排放,它也可用于对乡村环境和城市环境、平坦地形和复杂地形、地面源和高架源等多种排放扩散情形的模拟。
ERMOD模型在不同条件下的扩散公式(考虑地形影响)如下:5 健康风险评估5.1 污染物通过呼吸作用进入人体的量对于位于垃圾焚烧厂影响范围内某一区域里的居民,其受垃圾焚烧厂所产生的有害物质影响程度可通过计算污染物通过呼吸作用进入人体的量来定量给出。
我国垃圾焚烧厂邻避效应实证研究共3篇我国垃圾焚烧厂邻避效应实证研究1我国垃圾焚烧厂邻避效应实证研究随着城市人口的增长,垃圾产生量也在不断增加。
为了处理垃圾,人们通过焚烧的方式来减少垃圾体积及其对环境的影响。
然而,垃圾焚烧厂的邻避效应却成为人们关注的热点问题。
邻避效应是指垃圾焚烧厂给周边居民带来的不利影响,包括空气污染、噪声污染、恶臭和环境安全等方面。
邻避效应问题已经引起了相关部门和专业人士的普遍关注。
而中国是世界上垃圾处理的主要国家之一,黄浦江畔的上海则是其中之一的代表。
对于上海而言,垃圾处理一直是其发展的重要问题之一。
为了缓解邻避效应问题,上海市政府投入了大量资源,提高了垃圾焚烧厂的技术水平,同时也加强了对于周边居民的保护措施。
为了探究我国垃圾焚烧厂邻避效应问题,本文对上海市内的几个垃圾焚烧厂周边居民进行了实证研究。
本文采用了面对面问卷和实地测量的方式,得出了如下结论:垃圾焚烧厂的邻避效应存在,但程度有限本文的研究结果表明,虽然垃圾焚烧厂的邻避效应确实存在,但对于影响范围内部分居民而言,受影响的程度相对较低。
在调查对象的问卷调查中,多数回答表示并未受到垃圾焚烧厂对其生活环境的明显影响。
而少数人虽然受到了空气污染、噪声污染等影响,但相较于垃圾焚烧厂的产生的环保效益而言,普遍认为可以接受这些影响。
通过实地测量也得出了类似的结论。
我们发现,在垃圾焚烧厂附近的大气环境中,二氧化硫、氮氧化物等有害物质的浓度确实要高于周边地区,但量级上的提高相对较小,且普遍符合国家标准。
对于噪声污染问题,实地测量的结果同样表明,垃圾焚烧厂的噪声污染也远远没有到达对人体的危害标准。
保护的意义在于环境与产业的协同发展以上结论表明,当代的垃圾焚烧技术已经变得越来越成熟了,其带来的邻避效应也可以得到有限控制。
保护邻避效应并非是削弱垃圾焚烧厂环保效益以及处理垃圾的方式,而是在环境和产业上进行协同发展的基础性工作。
当今的世界可能无法不产生垃圾,但我们能够采用现代化技术对垃圾进行安全、合理的处理。
垃圾焚烧发电厂建设的环境影响评价及其治理研究摘要:近年来,随着城市化进程的加快和人口的快速增长,垃圾问题日益成为了一个重要的环境问题。
在这个背景下,垃圾焚烧发电厂被认为是一种有效的垃圾处理方式。
然而,垃圾焚烧发电厂的建设和运营也会带来一定的环境影响,如空气污染、废水处理等。
本论文旨在探讨垃圾焚烧发电厂建设的环境影响评价及其治理方法,并结合实际城市案例和数据进行分析和讨论。
关键词:垃圾焚烧发电厂,环境影响评价,治理方法,城市案例第一章绪论1.1 研究背景随着城市化进程的加快和人口的快速增长,垃圾问题日益成为了一个重要的环境问题。
垃圾处理是城市环境卫生的重要组成部分,也是维护城市生态环境和人民健康的必要手段。
传统的垃圾处理方式主要包括填埋和焚烧,但由于填埋对土地资源和地下水环境的破坏以及焚烧排放的大量二氧化碳等有害气体,这些传统垃圾处理方式已经难以适应当前城市垃圾处理的需要。
1.2 研究目的和意义本论文旨在探讨垃圾焚烧发电厂建设的环境影响评价及其治理方法,并结合实际城市案例和数据进行分析和讨论。
通过本论文的研究,可以为垃圾焚烧发电厂的环境影响评价和治理提供参考,为垃圾处理领域的可持续发展做出贡献。
1.3 研究内容和方法本论文主要研究垃圾焚烧发电厂建设的环境影响评价及其治理方法,包括环境影响评价的基本概念、方法、流程以及垃圾焚烧发电厂环境影响评价的具体内容和指标。
同时,本论文也会探讨垃圾焚烧发电厂环境影响的治理方法,包括技术治理和管理治理两个方面。
在研究方法上,本论文将采用文献综述和实证分析相结合的方法。
通过查阅相关文献和资料,了解垃圾焚烧发电厂建设的环境影响评价和治理的基本概念、方法和流程;通过实证分析,结合实际城市案例和数据,探讨垃圾焚烧发电厂的环境影响评价和治理方法。
第二章垃圾焚烧发电厂建设的环境影响评价2.1 环境影响评价的基本概念和方法环境影响评价是指对建设项目实施前、中、后阶段可能对环境产生的各种影响进行系统评价、预测和管理的过程。
xxx大学大学生数学建模竞赛练习承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问题。
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结合风力、降雨等外界因素对环境污染物含量的影响,建立改进的高架连续点源扩散模型,对焚烧厂周边地区环境进行实时实地的动态监控。
距离污染源越远,各污染因素的含量越小,由于受到季节性降雨和风力的影响,各地略有不同。
在此基础上,利用模糊综合评价法对各监测点进行环境等级的划分,结合风向频率,给出焚烧厂周边地区的经济补偿方案。
同一环境等级的区域呈现围绕污染源展开的趋势,而风向频率的不同,使同一等级内的地区受污染程度不同。
而就焚烧炉装置发生故障的情况而言,根据故障发生的概率大小,修正焚烧厂周边各地污染物含量的大小,重新计算各污染因子的权重值,并最终修改和完善所设计的监测方法和补偿方案。
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我们的题目是:垃圾焚烧厂的经济补偿问题我们参赛年级是(一年级,二年级以上):二年级所属学院(请填写完整的全名,可填多个):数学科学学院、英才实验学院、通信与信息工程学院参赛队员 1. 王吉2. 张博文3. 樊聪丽指导教师或指导教师组负责人:张勇日期: 2014 年 7 月 16日垃圾焚烧厂污染物高斯烟羽扩散动态监测方案摘要本文综合分析了计划建立的垃圾焚烧厂的污染物对周边环境的影响情况,建立了垃圾焚烧厂周边环境污染监测指标,并为垃圾焚烧厂周边的居民设计了风险承担经济补偿方案。
假设该厂焚烧炉排放的污染物符合国家污染物排放新标准的情况下,基于高斯烟羽扩散理论科学定量地分析了周边环境中的污染物的浓度情况,全方位考虑垃圾焚烧厂的垃圾处理量,排烟筒高度,厂址周边的地形地貌,周边的居民点以及包括风速风向在内的气象条件等因素,建立了垃圾焚烧厂周边的环境监测指标,实现了对垃圾焚烧厂烟气排放及相关环境影响状况的动态监控。
以实际的监测结果为依据,计算出了空气质量指标AQI的等级,评估出了垃圾焚烧厂对其周边环境所带来的潜在环境污染风险,结合当地经济发展状况以及垃圾焚烧厂的支付意愿等因素为厂址周围承受环境污染风险的居民制订了合理的经济补偿方案。
考虑故障发生概率情况下,利用泊松分布理论对故障发生的概率进行估计,计算故障发生情况下污染物产生量的变化,并对以上建立的模型进行了修正,建立更合理的环境污染动态监测指标和居民风险承担经济补偿方案。
(还没有建立具体的监测方法,需要在文章所有内容完善后在进行完善摘要的工作)关键词高斯烟羽扩散,环境动态监测,AQI,经济补偿方案,泊松分布,容斥原理一、问题重述“垃圾围城”问题是世界性难题,在我国这个问题尤为突出,目前我国三分之二的城市面临“垃圾围城”的困境,垃圾焚烧成为我国解决垃圾问题的主要手段之一。
但是解决垃圾处理问题的同时垃圾焚烧厂产生的污染物又带来了垃圾焚烧厂周边的环境污染问题。
深圳市某地点计划建立一个日处理垃圾量1950吨,拥有3台可处理垃圾650吨/天的焚烧炉的中型垃圾焚烧厂,垃圾焚烧产生的污染物会对周边的环境产生污染,现需要我们解决以下几个问题:1.基于目前主要是在焚烧厂内进行测量监控,缺少从周边环境出发的外围监控体系,需要综合分析垃圾焚烧厂的污染物对周边环境的影响情况,全方位考虑焚烧厂垃圾处理量,排烟筒高度,厂址周边的地形地貌,包括风速风向在内的气象条件,距离居民点的距离等因素,在假设焚烧炉排放的污染物符合国家标准的情况下,利用科学定量分析的方法建立垃圾焚烧厂周边的环境监测指标模型,实现对环境污染的全方位的动态监测,2.评估出垃圾焚烧厂对其周边环境所带来的潜在环境污染风险,并为厂址周围的居民设计出合理的经济补偿方案。
垃圾焚烧厂在实际运转中,3.由于各种因素会导致如焚烧炉除尘装置损坏等故障的情况致使污染物的排放量增加,在考虑到故障发生概率的情况下对以上模型进行合理修正。
二、问题分析问题一:假设在焚烧炉排放的污染物符合国家污染物排放新标准的情况下,建立垃圾焚烧厂周边的环境监测指标的问题。
由于垃圾焚烧厂产生的污染物主要为废气,建立环境中污染物的检测指标,需要根据污染物的扩散方式,采用高斯烟羽扩散理论分析污染物在周边环境中的扩散情况,定量计算出在具体的地点空气中污染物的浓度大小,由污染物的浓度大小可以得到AQI(空气质量指数),以AQI作为评估该地点的空气污染情况的具体指标。
问题二:设计合理的居民风险承担经济补偿方案以第一个模型中计算出的AQI级别为参考指标,另外需要考虑要进行经济补偿需要综合考虑接受补偿的个体类别是家庭还是个人,对常住人口还是包括流动人口在内的在一定时期内所有遭受环境污染风险的所有人员进行补偿。
补偿是一次性的还是每一段时间进行一次的,以及补偿方式等因素。
另外还需要综合考虑当地经济发展水平,以及垃圾焚烧厂的支付意愿。
问题三:考虑到故障发生概率的情况下对模型进行修正只考虑影响污染物产生量的故障,故障的具体类型可能有很多种类,根据题目中所给出的附件二的在线监测数据,将故障抽象为一种类型,以焚烧炉故障作为代表。
要建立的焚烧厂有三台垃圾焚烧炉,所以发生主要故障的数目也要考虑在内。
对于机器故障概率的分析可以用泊松分布理论。
计算故障发生概率下污染物产生量的变化,并且利用所得结果对环境污染动态监测模型和居民风险承担经济补偿模型进行合理修正。
三、模型假设1. 在不同年份中同一月的气候状况基本相同。
2. 焚烧炉污染物排放在不考虑地形地貌因素、降水因素的条件下,气体在空气中的扩散规律符合高斯烟羽扩散模型。
3. 排放的污染物中的氮氧化合物可以全部转化为2NO ,且有转化比例()()9.0/2=x NO Q NO Q 【1】。
4.不考虑建筑物对污染物扩散的影响。
5. 机器故障发生概率符合泊松分布。
6. 以8点的天气计算出来的污染物浓度代替全天整体的污染物浓度。
7.日处理垃圾量为650吨/天的焚烧炉的排烟筒内径为5米,日处理垃圾量为350吨/天的焚烧炉的排烟筒直径为3米。
并且焚烧炉的垃圾处理量与污染物排放量成正比,各台焚烧炉之间工作相互独立。
四、变量说明变量符号含义单位()H z y x C i ,,,有效源高度为H ,坐标为()z y x ,,的点的污染物浓度3/m mgQ 源强,单位时间内的排放污染物质量s mg / u平均风速s m /z y σσ,水平、垂直方向的标准差,即y, x 方向的扩散参数 mr空间中的点到极点的距离mθ极轴逆时针旋转到达该点的角度radIAQI 空气质量分指数无AQI 空气质量指数 无五、模型建立与求解5.1建模前的准备工作根据高斯烟羽扩散理论计算垃圾焚烧厂周边空间中各点的污染物浓度 5.11:空间直角坐标系中某点污染物浓度的计算表达式计算空间中坐标为()z y x ,,的点的污染物浓度:建立以风向为x 轴正方向的右手螺旋空间直角坐标系,根据高斯烟羽模扩散理论则可以得到该点的污染物浓度为:()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+=+----222222222i 2,,,C z z y H z H z y zy e e e u Q H z y x σσσσσπ (1) 其中()H z y x C i ,,,表示有效源高度为H 的点()z y x ,,的污染物浓度,单位:3/m mg ,3,2,1=i 分别表示颗粒物,x NO SO ,2,三种污染物;i Q 表示第i 种污染物的源强,即是单位时间内的排放污染物质量,单位:s mg /,u 表示平均风速,单位:s m /,z y σσ,分别为水平、垂直方向的标准差,即y,x 方向的扩散参数,单位:m 。
5.1.2:0=z 处的点的污染物浓度在本文中为了分析的方便只考虑污染物在地表处的浓度大小,将(1)式中的0=z ,得到:()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=222221,0,,C z y H y zy ii eu Q H y x σσσσπ (2)5.1.3:将直角坐标系中的污染物浓度表达式转化为在柱坐标系中的污染物浓度表达式由于风向的不断变化,在柱坐标系中计算某点污染物浓度更加简单明了。
以风向为极轴正方向,以水平面为极坐标平面,污染物源点在0=z 的极坐标平面下在的投影点为坐标原点,建立柱坐标系,则直角坐标系空间中的点()z y x ,,就可以表示为()z r r i i ,sin ,cos θ,将其代人(2)可得:()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=2222cos 21,0,sin ,cos zy H r zy ii eu Q H r r C σσθσσπθθ (3)r 表示点到极点的距离,单位:m ;θ表示在极轴逆时针旋转到达该点的角度,单位:rad 。
5.1.4:污染物浓度表达式中的参数计算1)计算有效源高度Hh h H ∆+=,h 表示出烟口高度,单位m;h ∆表示烟流抬升高度,单位m 。
根据霍兰德公式【2】u Q D v D T T T u D v h hs s s s 01.05.17.25.1+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∆α (4) 式中:h ∆表示烟流抬升高度,单位m ;s v 烟流出口速度,单位s m /;D 烟流出口内径,单位m ,根据假设7可知m D 5=;u 表示平均风速,单位:s m /;s T 表示烟气出口温度,单位K ;αT 表示环境平均温度,单位K ;h Q 表示烟囱的热排效率,单位KW 。
2)计算扩散参数z y σσ,扩散参数z y σσ,是表示扩散范围及速率大小的特征量,也即正态分布函数的标准差。
在计算中采取经验公式【3】得到:2121,ααγσγσx x z y == (5)2211,,,αγαγ称为扩散系数。
计算太阳倾角σ:)3sin 001480.03cos 002797.02sin 000907.02cos 006785.0sin 070257.0cos 339912.0006918.0(180000000θθθθθθπσ+-+-+-=式中:σ表示太阳倾角,单位deg ;n d 表示一年中日期序数0,1,2,3……365,从1月1日开始算起;3653600nd =θ,单位deg ; 计算太阳高度角0h :()()30015cos cos cos sin sin arcsin 0-++=λσφσφt h式中0h 表示太阳高度角,单位deg ;φ表示当地纬度,单位deg ;t 表示北京时间,单位h;λ表示当地经度,单位deg 。
通过查询太阳幅度等级与云量(附录一)可以得到太阳辐射等级,查询太阳辐射等级与地面风速表(附录三)查出太阳稳定度等级,查询大气稳定度和下风距离(附录四、五)得到了2211,,,αγαγ扩散参数,将其带入(5)即可求得z y σσ,。
3)源强Q 的计算。
根据量纲分析法知,1dim -=LTQ ,3dim -=ML c ,1dim -=LTv ,2dim L s =,其中i c 表示第i 种污染物在出口时的浓度,v 表示出烟口的速率,s 出烟口内圆的面积。
s v c Q dim dim dim dim =,可以推出i s i s i c v c sv Q 2D 4π== (6)D 表示出烟口内径,单位m,在计算中m D 5=。