大气污染-数值模拟
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空气龄单位
空气龄是指某一点上的空气离开大气系统所经历的时间,是大气科学中的一个重要参数。它描述了大气中空气质量的历史和变化。空气龄的单位通常为天,小时或秒。本文将详细介绍空气龄的定义、计算方法、应用领域以及对大气环境的影响。
一、空气龄的定义
空气龄是指从一个气体分子进入大气系统开始,到达某一点上的时间。在大气科学中,空气龄被广泛应用于研究大气污染物的传输和扩散过程。它描述了大气中的气体分子在运动和混合过程中所经历的时间。
二、空气龄的计算方法
空气龄可以通过数值模拟或间接测量来计算。数值模拟方法基于大气动力学模型和气体扩散理论,通过求解运动和扩散方程来估计空气龄。间接测量方法主要基于气体同位素的测量,如氡-222和氟利昂等。这些气体分子在大气中的分布和浓度与它们在大气系统中停留的时间密切相关,通过测量它们的浓度和衰变速率,可以估计空气龄。 三、空气龄的应用领域
1.大气污染研究:空气龄可以用于研究大气污染物的传输和扩散过程,帮助识别和评估污染源及其影响范围。通过计算不同位置上的空气龄,可以预测污染物的扩散路径和时空分布,为环境保护和污染治理提供科学依据。
2.大气环境模拟:空气龄是大气环境模型中的重要参数之一,在模拟大气化学过程和气候变化等方面起着重要作用。通过对空气龄的模拟和分析,可以优化模型预测结果,提高对大气环境变化的理解和预测能力。
3.大气科学研究:空气龄也被广泛用于大气科学研究中。例如,通过研究不同海洋和陆地区域的空气龄差异,可以了解气候系统的响应和变化机制;通过比较不同大气层中的空气龄分布,可以研究大气层间的物质和能量交换过程等。
四、空气龄对大气环境的影响
空气龄与大气中的物质和能量交换密切相关,对大气环境产生着重要的影响。首先,空气龄可以影响大气污染物的传输和扩散过程,从而影响空气质量和气候系统中的化学反应。其次,空气龄的变化也会影响大气层间的物质和能量交换,例如影响大气层的热平衡和湿度分布等。最后,空气龄还与大气环境中的气象条件和自然变化等因素密切相关,通过研究空气龄,可以提高对大气环境变化的认识和预测能力。
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烟气再循环及分段送风对链条炉
NO 生成的数值模拟
胡满银,韩 静,刘 忠,林 蔚
(华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003)
摘要:以某10 t//h链条炉为研究对象,运用FLUENT软件分别对此链条炉在无烟气再循
环和采用烟气再循环技术时炉膛内的燃烧过程、温度场以及NO 的生成情况进行数值模拟。
并且比较了循环烟气从一次风口和二次风口进入炉膛这2种不同情况。模拟结果显示:采用
烟气再循环技术,炉膛内的平均温度降低,从而降低NO 的生成量;而循环烟气从二次风口进
入炉膛内,生成的NO 会更少些。该数值模拟结果可为链条炉的设计和运行提供参考。
关键词:烟气再循环;NO ;链条炉;数值模拟
中图分类号:TD946.2 文献标识码:A 文章编号:1006-6772(2010)03 ̄071 3
中国工业锅炉燃料以煤为主,目前生产的10,20、
35 t//h的工业锅炉绝大多数是采用链条炉排。这些锅
炉的NO 体积分数一般在150 X10~~300×10~。
NO 对环境人类都有很大的危害。烟气再循环是使
用较多的低氮燃烧技术。它是在锅炉的空气预热
器前抽取一部分烟气返回炉内,利用惰性气体的吸
热和氧浓度的减少,使火焰温度降低,抑制燃烧速
度,减少热力型NO 。循环烟气可以直接进入炉内,
也可以与一次风或二次风混合后送入炉内。链条
带动炉排缓慢运动,煤从炉前加入,随着炉排移动
而逐渐燃尽。在此过程中煤要经历干燥,挥发分的
析出,焦炭的燃烧和燃尽这4个主要过程。其中挥
发分和焦炭的燃烧需要足量的氧气,所以链条炉采
用分段送风…。
采用FLUENT软件对某一10 t//h的链条炉在
无烟气再循环和采用烟气再循环技术时炉膛内的
燃烧情况进行数值模拟,分别比较再循环烟气从一
次风口进入和二次风口进入这2种不同情况,以及
烟气再循环率分别为15%、20%、25%、30%时NO
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区域大气污染物浓度贡献的空间尺度效应
作者:陈欣锐 张艳 马蔚纯
来源:《环境影响评价》2016年第06期
摘要:
区域大气污染物浓度贡献的定量分析是污染物来源分析的一个重要方面,在区域环境评价中具有重要的实际意义。采用WRF/CALPUFF模式系统,以上海市宝山区、月浦镇和月盛社区三个地理空间尺度由大到小的区域为例,从月均浓度和年均浓度贡献两个角度,运用“强力法”模拟计算宝山区各大点源对上述三个区域NOx浓度贡献率。研究表明,区域大气污染物浓度贡献存在显著的空间尺度效应。无论是月均还是年均浓度,各大点源对整个宝山区、月浦镇和月盛社区的污染物浓度累积贡献率均呈现递增趋势。此外,在一定的空间尺度上,各污染源的浓度贡献也表现出一定的季节差异。
关键词:
区域大气污染;浓度贡献;空间尺度效应;上海宝山
DOI: 10.14068/j.ceia.2016.06.016
中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号:2095-6444(2016)06-0061-05
区域大气污染物浓度贡献的定量分析是区域污染源解析的一个重要方面。通过定量计算不同地区、不同类型的大气污染源对大气污染的浓度贡献,可以识别造成区域污染的主要来源,为区域大气污染管控和制定有针对性的对策措施提供重要的技术和数据支撑[1-2]。
采用数值模拟的方法研究区域大气污染物浓度贡献是一种重要的、有效的技术手段[3-4]。李勤等采用三维欧拉数值模式对重庆城区各类大气污染源对区域SO2 浓度的贡献进行分析[5];马雁军等采用三维平流扩散多源模式计算不同类别高度的污染源对沈阳市各监测点的浓度贡献[6];方力采用ADMSUrban模型软件计算了鞍山市低架源和高架源对地面TSP和SO2浓度的贡献[7];王格采用AERMOD模式,模拟铁岭市各类大气污染源对区域PM10和SO2的浓度贡献[8];宋宇等采用美国EPA推荐的政策法规模式CALPUFF模拟计算石景山工业区对北京市PM10污染的影响[9];任永建等采用中尺度气象模式MM5耦合大气污染模式CALPUFF,研究了山西省阳泉市本地点源和外地点源对城市环境空气质量的影响[10];王繁强等也利用MM5/CALPUFF模式系统,研究了黄河中上游地区19个城市SO2排放在上述城市之間的相互影响以及对北京城市大气环境的影响[11];王书肖等采用MM5CMAQ模型计算了北京各区县、各行业燃煤对北京市各监测点空气质量的影响[12]。 龙源期刊网
气液两相流动的数值模拟
引言
气液两相流动是一种复杂的流体现象,广泛应用于化工、能源和环境等领域。为了研究和优化气液两相流动的过程,数值模拟成为一种重要的工具。本文将介绍气液两相流动的数值模拟方法及其应用,并对相关技术进行分析和比较。
1. 数值模拟方法
气液两相流动的数值模拟方法主要包括欧拉法、拉格朗日法和欧拉-拉格朗日耦合法。欧拉法基于流体的宏观性质,将流体看作是连续的介质,通过求解Navier-Stokes方程来模拟流动过程。拉格朗日法则是以流体的微观性质为基础,对流体进行粒子追踪,通过求解基于粒子的质点运动方程来描述流动。欧拉-拉格朗日耦合法则是将欧拉法和拉格朗日法相结合,综合考虑流体宏观和微观性质,使得模拟结果更加准确。选择适合的数值模拟方法需要充分考虑流体性质、流动特点和计算资源等因素。
2. 数值模拟过程
数值模拟气液两相流动的过程可以分为准备工作、建模和求解三个步骤。
2.1 准备工作
在进行数值模拟前,需要对流动区域进行几何建模和边界条件的设定。根据实际情况,可以采用CAD软件构建三维模型,并将模型导入数值模拟软件中。边界条件包括入口条件和出口条件,以及固体壁面的边界条件。入口条件包括流体的质量流率、速度和温度等参数,出口条件可以是静压或者设定的速度和压力等参数。
2.2 建模
在建模阶段,需要选择适当的数值模型和求解方法。对于气液两相流动,常用的数值模型包括两流体模型、VOF(Volume of Fluid)模型和Eulerian-Eulerian模型。两流体模型将气液两相看作是不同的物质,通过求解两个连续介质的守恒方程来描述两相流动。VOF模型则将气液两相看作是同一物质的不同相态,通过跟踪气液界面的位置来模拟两相流动。Eulerian-Eulerian模型是综合两流体模型和VOF模型的优势,对流体的宏观和微观性质进行耦合求解。求解方法常用的有有限体积法、有限差分法和有限元法等。 2.3 求解