煙氣抬升高度

煙氣抬升高度

從煙囪排出的煙氣,在其本身具有的動力 (由排煙速度引起)和浮力 (煙溫比大氣溫度高而產生浮力)的作用下,往往可以上升到很高的高度,然後在湍流作用下進行擴散,煙氣上升的那段高度即為煙氣抬升高度。

煙氣抬升過程

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

煙氣的抬升過程如右圖所示,分為四個階段:

①噴出階段:這個階段主要依靠煙流本身的初始動量向上噴射。

②浮升階段:由於煙流的熱力作用,煙氣密度比空氣小,產生浮力上升。

③瓦解階段:當煙氣上升到一定高度後,煙流與空氣混合,失去動量和浮力隨風飄動,發生較大的波動。

④變平階段:這時煙流完全變平,在大氣湍流的作用下,上下左右擴散,使煙流愈擴愈大。

影響煙氣抬升的因素

從煙氣的抬升過程可以看出,影響抬升的主要因素有煙流本身的熱力和動力性質、當地的氣象條件和下墊面的條件,前面兩種因素與工廠有關,後面兩種因素與環境條件有關。

煙氣抬升首先取決於它本身的初始動量和浮力。初始動量取決於排氣速度的大小,而排氣速度又與排煙裝置和煙囪的出口直徑有關,速度越大,動力抬升越高。煙氣的浮力與煙氣和周圍空氣密度差成正比。而密度差的大小主要決定於它們之間的溫度差。溫差愈大,密度差也愈大,產生的浮力也愈大,煙雲上升愈高。許多實測資料表明,煙氣抬升主要受熱力因素的影響。

煙氣排入大氣後,究竟能抬多高,還取決於氣象因子,其中影響最大的是煙囪口的平均風速和湍流強度。近地面大氣的湍流狀況是引起煙氣和環境空氣相互混合的主要因素,平均風速越大,湍流越強,則混合越快,抬升越小。下墊面對煙氣抬升也有影響,主要表現在起伏的下墊面所引起的動力效應。高大的建築物和丘陵、山地可以引起煙雲下瀉、下沉等,直接阻礙煙氣上升。

煙氣抬升高度公式

霍蘭德式

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

式中T,T—煙氣和空氣的溫度,K;

ΔH—煙氣抬升高度,m;

Q—排出煙氣的熱量,kJ/s;

V—煙氣出口速度,m/s;

d—煙囪出口直徑,m;

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

—煙囪口高度上的平均風速,m/s。

布里吉斯(Briggs)式

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

當大氣穩定時

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度
煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

當大氣為中性或不穩定時

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

當F<55時,x*=14F ;F≥55時,x*=34F

式中 Δθ/Δz—位溫梯度,K/m;

x—在大氣穩定層結下,煙氣抬升達最高值所對應的煙囪下風向軸線距離,m;

F—浮力通量,m /s ;

S—大氣穩定度參數;

x—以煙囪噴出為原點,下風向軸線距離,m;

x*—大氣湍流開始起主導作用時下風向軸線距離,m。

布里吉斯式適合於中小型熱源的煙雲抬升計算,火力發電廠的煙源多採用此式。

國家標準推薦式

國標GB/T 13201—1991推薦的煙氣抬升公式如下:

1、當Q≥2100KJ/s,△T≥35K時

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度
煙氣抬升高度 煙氣抬升高度
煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

式中,n,n,n——係數,按下表選取;

P——大氣壓力,P;

Q——大氣排放量(實際狀態)m /s。

係數n,n,n

Q
地表狀況nnn
Q>2100農村或城市遠郊區1.4271/32/3
城區1.3031/32/3
2100>Q農村或城市遠郊區0.3323/52/5
城區0.2923/52/5

2、當1700kJ/s<Q<2100kJ/s時

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度
煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

3、Q≤1700kJ/s時或ΔT<35K時

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度
煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

4、凡地面以上10m高度平均風速 時

煙氣抬升高度 煙氣抬升高度
煙氣抬升高度 煙氣抬升高度

式中 ——排放源高度以上環境溫度垂直變化量,K/m,取值不得小於0.01K/m。

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