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?y。

?43.3m,?z?26.5m。

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x?ut有限长线源?(x,0,0,H)?3?3?60?540m?400m，说明已经到达受体点。 2QL?H2P21P2exp(?2)?exp(?)dP

P122?z2?u?z2??90g/(m?s)?0.6g/(m?s)。150距离线源下风向4m处，P1=－75/43.3=－1.732，P2=75/43.3=1.732；QL代入上式得

?(400,0,0,0)?2?0.62??3?26.5??1.732?1.732P2exp(?)dp?5.52mg/m3。

22?1端点下风向P1=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1000m×1000m，其中一个单元的SO2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15m。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SO2的地面浓度。

解：设大气稳定度为C级，?y0当x=1.0km，?y?100015?232.56m,?z0??6.98m。 4.32.15?99.1m,?z?61.4m。由《大气污染控制工程》P106 （4－49）

4.9某烧结厂烧结机的SO2的排放量为180g/s，在冬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。烟囱有效高度为200m。试计算正下风方向2km和6km处SO2的地面浓度。 解：设大气稳定度为C级。?z?D?H360?200??74.42m?xD?1226.5m

2.152.15当x=2km时，xD

H218020023 x= 2x?1?exp(?2)?exp(?)?0.050mg/m2??3.5?118.26?74.422?z2?74.42?u?y?zQ时，?yD

?221.41m,?z?139.10m，代入P101 （4－36）得

?2?y2exp(?2)?2?y2?uD?yQ?0.05?1802??3.5?360?221.41?0.257mg/m3；

通过内插求解?0.257?0.050(2000?1226.5)?0.181mg/m3

1226.51802??3.5?360?474?0.120mg/m3

当x=6km>2xD时，?y?474m，??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，SO2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SO2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，?y?4277m,?z?87.4m。

?yf??y?H50?427??433.25m，hf?H?2?z?50?2?87.4?224.8m 88?F(12000,0,0,50)?Q2?uhf?yf?1002??3?224.8?433.253

?1.365?10?4g/m3。

4.11 某污染源SO2排放量为80g/s，烟气流量为265m/s，烟气温度为418K，大气温度为293K。这一地区的SO2本底浓度为0.05mg/m，设?z3

/?y?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(HZm)?3(s)0.25?1.687Hs0.25 Z10102/3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

n1?H?n0QHHsn2u?11.303?281001/3?Hs?1/41.687Hs3

?23.48Hs5/12。

《环境空气质量标准》的二级标准限值为0.06mg/m（年均），代入P109（4－62）

＝

2?80?10?3?0.5??H0.25?63.142?2.718?1.687(Hs??H)(0.06?0.05)?10??H?Hs?23.48Hs5/12?357.4m

解得Hs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>=1.5×1.687×170=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

0.25

D?4Qv??uv4?265?4.1m，实际直径可取为4.0m。

??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（4－7）

Q4H21.018Q?[1?exp[?]?2?H2/22?u?y?z2?u?y?z而地面轴线浓度?2 （由P89（4－11）?z?H2）

??max?2Q?z?2?uHe?y。

1.018Q2Q?z1.018H2e1.018H2e1.018e因此，?1/?2?/(?)????1.38 22H24?z2?u?y?z?uHe?y4()22得证。

第五章 颗粒污染物控制技术基础

5.1 根据以往的分析知道，由破碎过程产生的粉尘的粒径分布符合对数正态分布，为此在对该粉尘进行粒径分布测定时只取了四组数据（见下表），试确定：1）几何平均直径和几何标准差；2）绘制频率密度分布曲线。 粉尘粒径dp/?m 质量频率g/% 0～10 36.9 10～20 19.1 20～40 18.0 >40 26.0 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?m、d50=16.0?m、d15。9=4.2?m。?g作图略。

5.2 根据下列四种污染源排放的烟尘的对数正态分布数据，在对数概率坐标纸上绘出它们的筛下累积频率曲线。 污染源 平炉 飞灰 水泥窑 化铁炉

质量中位直径 0.36 6.8

集合标准差

2.14 4.54

2.35 17.65

?d84.1?3.81。 d5016.5 60.0

解：绘图略。

5.3 已知某粉尘粒径分布数据（见下表），1）判断该粉尘的粒径分布是否符合对数正态分布；2）如果符合，求其几何标准差、质量中位直径、个数中位直径、算数平均直径及表面积－体积平均直径。 粉尘粒径/?m 浓度/?g0～2 0.8 2～4 12.2 4～6 25 6～10 56 10～20 76 20～40 27 >40 3 ?m3 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?m、d84.1=19.1?m、d15。9=5.6?m。?g?d84.1?1.85。 d502按《大气污染控制工程》P129（5－24）lnMMD?lnNMD?3lnP129（5－26）lndL?g?NMD?3.31?m；

1?lnNMD?ln2?g?dL?4.00?m；

252P129（5－29）lndsv?lnNMD?ln?g?dsv?8.53?m。

25.4 对于题5.3中的粉尘，已知真密度为1900kg/m，填充空隙率0.7，试确定其比表面积（分别以质量、净体积和堆积体积表示）。

解：《大气污染控制工程》P135（5－39）按质量表示Sm3

?6dsv?P?3.7?103cm2/g

P135（5－38）按净体积表示SV?6?7.03?103cm2/cm3 dsv?6(1??)?2.11?103cm2/cm3。

dsvP135（5－40）按堆积体积表示Sb5.5 根据对某旋风除尘器的现场测试得到：除尘器进口的气体流量为10000mN/h，含尘浓度为4.2g/ mN。除尘器出口的气体流量为12000 mN/h，含尘浓度为340mg/ mN。试计算该除尘器的处理气体流量、漏风率和除尘效率（分别按考虑漏风和不考虑漏风两种情况计算）。 解：气体流量按P141（5－43）QN3

3

33

?13(Q1N?Q2N)?11000mN/s； 2漏风率P141（5－44）?除尘效率：

?Q1N?Q2NQ1N?100%?2000?100%?20%；

10000考虑漏风，按P142（5－47）??1??2NQ2N0.340?12000?1??90.3%

?1NQ1N4.2?10000?2N0.340?1??91.9% ?1N4.22

不考虑漏风，按P143（5－48）??1?5.6 对于题5.5中给出的条件，已知旋风除尘器进口面积为0.24m，除尘器阻力系数为9.8，进口气流温度为423K，气体静压为－490Pa，试确定该处尘器运行时的压力损失（假定气体成分接近空气）。

mPM(1.01?10?5?490)?29m??0.832g/L 解：由气体方程PV?RT得???VRT8.31?423M按《大气污染控制工程》P142（5－45）?P?9.8?3

0.832?17.92?1311Pa。 25.7 有一两级除尘系统，已知系统的流量为2.22m/s，工艺设备产生粉尘量为22.2g/s，各级除尘效率分别为80%和95%。试计算该处尘系统的总除尘效率、粉尘排放浓度和排放量。 解：按《大气污染控制工程》P145（5－58） 粉尘浓度为

22.2g/m3?10g/m3，排放浓度10（1－99%）=0.1g/m； 2.223

排放量2.22×0.1=0.222g/s。

5.8 某燃煤电厂除尘器的进口和出口的烟尘粒径分布数据如下，若除尘器总除尘效率为98%，试绘出分级效率曲线。 粉尘间隔/?m 质量频率 进口g1 /% 出口g2 粉尘间隔/?m 质量频率 进口g1 /% 出口g2 <0.6 2.0 7.0 4~5 13.0 6.0 0.6~0.7 0.4 1.0 5~6 2.0 2.0 0.7~0.8 0.4 2.0 6~8 2.0 2.0 0.8~1.0 0.7 3.0 8~10 3.0 2.5 1~2 3.5 14.0 10~12 11.0 8.5 2~3 6.0 16.0 20~30 8.0 7.0 3~4 24.0 29.0 解：按《大气污染控制工程》P144（5－52）?i粉尘间隔/?m 质量频率 进口g1 /% 出口g2 <0.6 2.0 7.0 93 0.6~0.7 0.4 1.0 95 ?1?P0.7~0.8 0.4 2.0 90 g2ig1i（P=0.02）计算，如下表所示：

0.8~1.0 0.7 3.0 91.4 1~2 3.5 14.0 92 2~3 6.0 16.0 94.7 3~4 24.0 29.0 97.6