大气污染控制工程第三版课后习题答案18章全.docx

1、大气污染控制工程第三版课后习题答案18章全大气污染控制工程第三版课后习题答案（18章全）大气污染控制丄程课后作业习题解答第一章概论1.1解：按lmol干空气计算,空气中各组分摩尔比即体积比，故n=0. 781mol,n二0. 209mol, N202n二0. 00934mol, n二0. 00033mol。质量白分数为 ArC020. 781, 28. 010. 209, 32.00, ; N%, , 100%, 75. 51%,100%, 23. 08%2228. 97, 128.97, 10. 00934, 39. 940. 00033, 44. 01,。Ar%, 100%, 1. 29%

2、C0%,100%, 0. 05%228. 97, 128. 97, 11.2解：山我国环境空气质量标准二级标准查得三种污染物日平均浓度限值如下：3333S02：0. 15mg/m, N02:0. 12mg/m, CO: 4. 00mg/mo 按标准状态下 lm 干空气计 算，其31, 10摩尔数为。故三种污染物体积百分数分别为:,44. 643mol22. 4,3, 30. 15, 100. 12, 10S0:, N0: , 0. 052ppm, 0. 058ppm2264, 44. 64346,44.643,34.00, 10C0:o , 3. 20ppm28, 44.6431.3解：,41

3、.50, 10, 154331) (g/m) , 1. 031g/mNN, 322.4, 10,41. 50, 10, 333 c (mol/m) o , 6. 70, lOmol/mNN, 322. 4, 10,32)每天流经管道的 CC1 质量为 1.031X10X3600X24X 10kg=891kg 41.4解：,6 每小时沉积量 200X (500X15X60X10) X0. 12=10. 8 , g, g1.5解：由大气污染控制工程P14 (1, 1),取M二210,4pC0Hb2. 2, 10, , M, ,210, ,0.2369, 20Hbpl9. 5, 10202COHb/

4、OHbCOHbO. 23692C0Hb 饱和度,19. 15%C0C0Hb, OHbl, COHb/OHbl,0. 2369221.6解：4800, 20含氧总量为。不同CO白分含量对应CO的量为：,960mL1009609602%:, 7%: , 2%, 19. 59mL, 7%, 72. 26mL93%98%72. 261)最初 CO 水平为 0% 时;t, 172. Omin, 434.2, 10, 1072. 26, 19. 592)最初 CO 水平为 2%时。t, 125. 4min, 434.2, 10, 101.7解：由大气污染控制工程P18 (1,2),最大能见度为,2. 6d

5、2. 6, 1400, 1. 4pp。L, 11581. 8mv, K2. 2, 0. 2第二章燃烧与大气污染2.1 解：lkg燃油含：重量(g)摩尔数(g)需氧数(g)C 855 71.25 71.25H 113,2.5 55. 25 27.625 S 10 0. 3125 0. 3125H0 22. 5 1.25 0 2N元素忽略。1)理论需氧量71. 25+27. 625+0. 3125=99. 1875mol/kg设干空气0:N体积比为1:3. 78,则理论空气量 99. 1875X4. 78=474. 12mol/kg 重油。223 即474. 12X22. 4/1000=10. 6

6、2m/kg 重油。N烟气组成为 C071.25mol, HO 55. 25+11. 25二56. 50mol, SOO. 1325mol, N3. 78X222299. 1875=374. 93mol。理论烟气量 71. 25+56. 50+0. 3125+374. 93=502. 99mol/kg 重油。即502. 99X22. 4/1000二 11. 273m/kg 重油。X2）干烟气量为 502. 99, 56. 50二446. 49mol/kg 重油。0. 3125S0 百分比浓度为，100%, 0. 07%2446. 4971. 25空气燃烧时C0存在最大浓度。，100%, 15.

7、96%2446. 4933）过剩空气为10%时，所需空气量为1. 1X10. 62=11. 68m/kg重油，N3产生烟气量为11.267+0. 1X10. 62=12. 33 m/kg 重油。N2.2 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 0 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 CHSO, 0. 5840. 0100. 013100燃料的摩

8、尔质量（包括灰分和水分）为。燃烧方程式为，18. 26g/molC5. 475CHSO, n（0, 3. 78N）,C0, 0. 292H0, 0. 010S0,3.78nN0. 5840. 0100. 013222222n二 1+0. 584/4+0. 010, 0. 013/2=1. 14951.1495, （1, 3. 78）,3331）理论空气量；,1000, 22.4,lOm/kg, 6. 74m/kgl8. 260. 010SO 在湿烟气中的浓度为，100%, 0. 174%21.6441, 0.292, 0.010, 3.78,10002)产生灰分的量为 18.1, , 80%,

9、 144. 8g/kg100, 33 烟气量(1+0. 292+0. 010+3. 78X1. 1495+1. 644/18) X 1000/18. 26X22.4X10=6. 826m/kg144. 83343 灰分浓度为 mg/m二2. 12 X 10mg./m, 106. 8261000, 1.7%, 1.7, 4032. 003)需石灰石/t 煤,103. 21kg35%2.3 解：按燃烧lkg煤讣算重量(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 H0 52. 8

10、752.94 0 2设干空气中 ：0体积比为3. 78:1, 22所需理论空气量为4. 78 X (66. 25+7. 78+0. 1875)二354. 76mol/kg煤。理论烟气 量 C02 66.25mol, S02 0. 1875mol, H20 15. 5625+2. 94=18. 50mol3.78, 354. 76 N2 , 280. 54mol4. 78总计 66. 25+8. 50+0. 1875+280. 54=365. 48mol/kg 煤0. 1875 实际烟气量 365. 48+0. 2X354. 76=436. 43mol/kg 煤，SO 浓度为。, 100%, 0

11、. 043%2436. 432.4解：取lmol煤气计算HS 0. 002mol 耗氧量 0. 003mol 2CO 0. 05mol 0 2CO 0. 285mol 0. 143molH (0. 13-0. 004) mol 0. 063mol 2共需 00. 003+0.143+0. 063+0. 014=0. 223molo 设干空气中 N:O 体积比为3.78:1,则2 22理论干空气量为0.223X(3.78+l)=1.066niol。取，则实际干空气1.2X, 1. 21. 066mol=l. 279mol333空气含湿量为12g/m,即含H00. 67mol/ m, 14. 94

12、L/ m。故H0体积分数为1.493%o N2NN21.279 故实际空气量为。,1. 298moll, 1.493%烟气量 S0:0. 002mol, C0:0. 285+0. 007+0. 05=0. 342mol,N:0. 223X3. 78+0. 524=1. 367mol,222H00. 002+0. 126+0. 014+1. 298X1. 493%+0. 004=0. 201mol 2故实际烟气量 0. 002+0. 342+1. 367+0. 201+0. 2X1. 066=2. 125mol2.5解：1)N%=1, 11%, 8%, 2%, 0. 012%二78. 99% 2

13、由大气污染控制工程P4611)8,0.5, 2, 100%, 50. 5%空气过剩 0.264, 78. 99, (8,0.5, 2)2)在测定状态下，气体的摩尔体积为PVT101325, 22.4, 443112; V, 39. 46L/mol2TP273, 700, 133. 32212,363取lm烟气进行计算，则S0120X 10m,排放浓度为2,612010, 3o , , , , (18%)640. 179/gm, 339. 4610,22.433)。，, , m5663. 37 (18%) 2957/minN39. 4639. 4634) o 30.0, , 52. 85g/mN

14、22. 42.6 解：按lkg煤进行计算重量(g)摩尔数(mol)需氧数(mol) C 758 63. 17 63. 17S 16 0. 5 0. 5HO 83. 25 4. 625 0 2需氧63.17+10.19+0. 5=73. 86mol设干空气中N:0体积比为3. 78:1,则干空气量为 73. 86X4. 78X1. 2二423. 66mol, 22含水 423. 66X0. 0116=4. 91molo烟气中：CO 63. 17mol;S0 0. 5mol;H0 4. 91+4. 625+20. 375=29. 91mol; 222N:73. 86X3. 78=279. 19mo

15、l;过剩干空气 0.2X73. 86X4. 78=70. 61molo 2实际烟气量为 63. 17+0. 5+29. 91+279. 19+70. 61=443. 38mol63. 170. 5 其中 CO;SO ; 22 , 100%, 14. 25%, 100%, 0. 11%443. 38443. 38279. 19, 0. 79, 70. 6129. 91H0 ; N。22 , 100%, 6. 74%,100%, 75. 55%443. 38443. 3870.61, 0. 2090o 2 , 100%, 3. 33%443. 382.7 解：SO含量为0. 11%,估计约1/60

16、的SO转化为SO,则SO含量22331,55,即 P二 1.83X10, lg P=-4.737o 0. 11%, , 1.83, 10H2S04H2S0460查图2, 7得煤烟气酸露点约为134摄氏度。2.8 解：以lkg油燃烧计算,C 860g 71. 67mol;H 140g 70mol,耗氧 35molo设生成CO x mol,耗氧0. 5x mol,则生成CO(71. 67, x)mol,耗氧(71. 67, x)molo 21.5%x 烟气中 0 量。2,6600, 101.5%x 总氧量,干空气中 N:0 体积比 22, 0. 5x, (71.67, x), 35, 106. 6

17、7,24.5x,6600, 10为3. 78:1,则含N3. 78X(106. 67+24. ox) 根据干烟气量可列出如下方程:2 1. 5%xx,解得 x二0.306 , 71.67, 3. 78(106. 67, 24. 5x), 6, 6600, 10600, 10 71.67, 0. 306 故 CO%：; , 100%, 13. 99%20. 306,6600, 103.78(24.5, 0.306, 106. 67)N%: , 100%, 84. 62%20. 306,6600, 10由大气污染控制工程P46 (2,11)1.5, 0.5, 0.06 空气过剩系数,1, ,1.0

18、70.264, 84.62,(1.5,0.5, 0. 06) 第三章大气污染气象学3.1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) dPgdZ,将空气视为理想气体，即有mmPM 可写为(2) , PVRT, MVRT将(2)式带入(1),并整理，得到以下方程：dPgM , dZPRT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：gMPgM2 即(3) InPZC, , ln(), ZZ21RTPRT1o假设山脚下的气温为10C,带入(3)式得：5009.80.029, In, Z10008. 314283,得，Zkm5. 7即登山运动员从山脚向上爬了约5

19、. 7kmo3.2 解：,T297. 8, 298,不稳定,2. 35K/100m, 1. 5, 10d, zlO, 1. 5,T297. 5, 297. 8,不稳定,1. 5K/100m, 10, 30d, z30, 10,T297. 3, 297. 5,不稳定,1. OK/100m, 30, 50d, zoO, 30,T297. 5, 298,不稳定,1. 75K/100m, 1. 5, 30d, z30, 1. 5,T297. 3, 298,不稳定。，1. 44K/100m, 1. 5, 50d, z50, 1. 53.3 解:TPO. 28811, , ()TPOOP6000. 288

20、0. 2881 T,T(), 230(), 258. 49K10P40003.4解：uZZm由大气污染控制工程P80 (3,23),取对数得,muu (), lglg () IZZul 11uZ设，由实测数据得lg, ylg(), xZullx 0. 301 0. 477 0. 602 0. 699 y 0. 0669 0. 1139 0. 1461 0. 1761 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。3.5解:Z50Z1000. 070. 070. 070. 0712,uums, , , ()2()2. 24/uums, , ,

21、()2()2. 35/1020Z10Z1000Z200Z3000. 070. 070. 070. 0734,uums, , ()2()2. 47/uums, , , ()2()2. 54/3040Z10Z1000Z4000. 070. 075o uums, , , ()2()2. 59/50Z100稳定度D, m二0.15ZZ501000. 150. 150. 150. 1512, u, u(),2, (), 2. 55m/su, u(), 2,(),2. 82m/sl020Z10Z1000ZZ2003000. 150. 150. 150. 1534, u, u(),2, (), 3. 13m

22、/su, u(), 2, (),3. 33m/s3040Z10Z1000Z4000. 150. 155o u, u(),2, (), 3. 48m/s50Z100稳定度F, m=0. 25ZZ501000. 250. 250. 250. 2512, u, u(), 2, (), 2. 99m/su, u(), 2,(),3. 56m/sl020Z10Z1000ZZ2003000. 250. 250. 250. 2534, u,u(),2, (),4. 23m/su, u(), 2,(),4. 68m/s3040Z10Z1000Z4000. 250. 255 u,u(),2, (),5. 03m

23、/s50Z100风速廓线图略。3.6 解：dPgMl)根据Air Pollution Control Engineering可得高度与压强的关系为,dzPRTdP2 将 g=9. 81m/s M二0. 029kg、R=8. 31 J/(mol. K)代入上式得。dz, ,29. 21TP。o 当 t二 11.0C,气压为 1023 hPa;当 t二9. 8C,气压为 1012 hPa,o 故 P二(1023+1012)/2二1018P&, T二(11. 0+9. 8)/2二10.4C二283.4K, dP二1012-1023=, llPao,11 因此，z二 119m。dz, ,29. 212

24、83.4m, 89ml018同理可计算其他测定位置高度，结果列表如下：测定位置23456789 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 10121000 988 969 909 878 850 725 700 高度差/m 89 99 101 163 536 290 271 1299281 高度/m 119 218 319 482 1018 1307 1578 2877 3158 2)图略,T11,9. 81,23),不稳定；,1. 35K/100m, 1, 2d, z, 891, 2,T9. 8,122,3,

25、逆温；,2. 22K/100m, 02, 3, z, 992, 3,T12, 143,4,逆温；,1. 98K/100m, 03, 4, z, 1013, 4,T14, 154,5,逆温；,0. 61K/100m, 04, 5, z, 1634, 5,T15, 135,6,稳定；,0. 37K/100m, 5, 6d, z, 5365, 6T, 13, 136, 7 , 06, 7z, 2906, 7,T13, 12. 67,8,稳定；,0. 15K/100m, 7, 8d, z, 2717, 8,T12. 6, 1. 68, 9,稳定；,0. 85K/100m, 8, 9d, z, 1299

26、8, 9,Tl. 6, 0. 89, 10,稳定。,0. 28K/100m, 9, lOd, z, 2819, 103.7 解:,T26. 7,21. 11,故，逆温；,G, 0G, 1. 22K/100m, 0111, z4581,T15. 6, 21.12,故，稳定；,G, 0. 72K/100m, G, 0. 72K/100m222d, z7632,T8. 9, 15. 63,故，不稳定；，G, 1. 16K/100m, G, 1. 16K/100m333d, z5803,T5. 0, 25. 04,故，不稳定；,G, lK/lOOm, G, lK/100m444d, z20004,T2

27、0. 0, 30. 05,故，不稳定；,G,2K/100m,G,2K/100m555d,z5005,T28. 0, 25. 06,故逆温。,G, 0G, 0. 43K/100m, 0666, z70063.8 解：以第一组数据为例进行计算:假设地面大气压强为1013hPa,则山习题3. 1推导 得到的公式PgM2,代入已知数据(温度T取两高度处的平均值)即ln(),ZZ21PRTlP9. 8, 0.0292,由此解得 P=961hPao In, 458210138. 314, 297III大气污染控制工程P72 (3, 15)可分别讣算地面处位温和给定高度处位温:100010000. 2880

28、. 288, ,T(), 294. 1 (), 293K 地面地面 P1013 地面100010000. 2880. 288, , T 0,299. 7 (), 303. 16K11P9611293, 303 故位温梯度二，2. 18K/100m0, 458同理可计算得到其他数据的位温梯度，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 2000500 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.

29、 27 , 0. 17 , 0. 02 , 1. 02 1.423.9 解：PgM2以第一组数据为例进行计算，山习题3.1推导得到的公式，设地面 ln(),ZZ21PRTl9709.8, 0. 029压强为P,代入数据得到:,解得P=1023hPa因此In,45811P8. 314, 2971100010000. 2880. 288 , T (), 294. 1 (), 292. 2K 地面地面 P1023 地面同理可讣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

30、763 580 2000500 700。相应温度/C 26. 7 15. 6 8. 9 5. 0 20. 0 28. 0 地面压强/hPa 1023 1012 10021040 1006 1007。地面位温/C 292. 2 293. 1 288.4 294. 7 302. 5 297.43.10 略。笫四章大气扩散浓度估算模式4.1 解：吹南风时以风向为x轴，y轴指向悄壁，原点为点源在地面上的投影。若不存 在悄壁，则有222() ()Qyz,Hz, H，, (,)exp () ex讥exp xyzH, , , 222, 222, 2uyzzyz现存在悄壁，可考虑为实源与虚源在所关心点贡献之和。,222() ()Qyz, Hz, H,实源 exp() expexp, 1222, 222, 2uyzzyz222(2) () ()QL, yz,Hz, H,虚源exp exp exp ,2222, 222, 2uyzzyz222 () () Qyz, Hz, H,因此 + exp () exp exp , 222, 222, 2uyzzyz222 (2) () () QL, yz, Hz, H exp exp exp , , , 222, 222, 2uyzzyz 2