1、4 泄漏源及擴(kuò)散模式1物料的泄漏是造成安全事故的主要原因之一。因泄漏而導(dǎo)致事故的危害，很大程度上取決于有毒有害、易燃易爆物料的泄漏速度和泄漏量。物料的物理狀態(tài)在其泄漏至空氣中后是否發(fā)生改變，對其危害范圍也有非常明顯的影響，泄漏物質(zhì)的擴(kuò)散不僅由其物態(tài)、性質(zhì)所決定，又為當(dāng)時(shí)氣象條件、當(dāng)?shù)氐牡乇砬闆r所影響。4.1 常見泄漏源2按照泄漏面積的大小和泄漏持續(xù)時(shí)間的長短將泄漏源分為兩類：小孔泄漏通常為物料經(jīng)較小的孔洞，長時(shí)間持續(xù)泄漏。如:反應(yīng)器、管道、閥門等出現(xiàn)小孔或密封失效；大面積泄漏在短時(shí)間內(nèi)，經(jīng)較大的孔洞泄漏大量物料。如:管線斷裂、爆破片爆裂等。工藝單元中液體經(jīng)小孔泄漏的源模式；儲罐中液體經(jīng)小孔泄漏

2、的源模式；液體經(jīng)管道泄漏的源模式；氣體或蒸汽經(jīng)小孔泄漏的源模式；閃蒸液體的泄漏源模式；易揮發(fā)液體蒸發(fā)的源模式。4.2 泄漏模式與泄漏量計(jì)算3系統(tǒng)與外界無熱交換，流體流動遵守如下的機(jī)械能守恒方程： 不可壓縮流體不考慮軸功容器內(nèi)流速忽略不考慮摩擦和液位變化薄壁小孔泄漏理想流動的質(zhì)量流量4.2.1 液體經(jīng)小孔泄漏的源模式4實(shí)際工程考慮截面收縮與摩擦實(shí)際流動的質(zhì)量流量孔流系數(shù)薄壁小孔泄漏修圓小孔厚壁小孔&短管泄漏或在孔處伸有一段短管但在很多情況下難以確定泄漏孔口的孔流系數(shù)，為了保證安全裕量，確保估算出最大的泄漏量和泄漏速度，C0值可取為1。5例：某液體在容器中以穩(wěn)定的0.2MPa的壓力完全湍流流動，液

3、體的密度為1000kg/m3，因時(shí)久腐蝕的原因，容器底部有一小孔發(fā)生泄漏，孔徑為5mm，壁厚d/2，孔流系數(shù)C0 = 0.62，容器外部為大氣壓；問經(jīng)小孔泄漏的實(shí)際質(zhì)量流量為多少？解:4. 2.2 儲罐中液體經(jīng)小孔泄漏的源模式6不可壓縮流體不考慮軸功容器內(nèi)流速忽略不考慮摩擦考慮孔流系數(shù)7隨著泄漏進(jìn)行，儲罐內(nèi)液位下降，泄漏速度與泄漏量都下降；若儲罐與大氣聯(lián)通，儲罐可經(jīng)小孔的最大泄漏量，邊界條件：8邊界條件：總泄漏時(shí)間，小孔泄漏量隨時(shí)間變化過程，9若儲罐內(nèi)有惰性氣體保護(hù)，小孔泄漏量隨時(shí)間變化過程，10例4.1 盛裝丙酮液體的儲罐，上部設(shè)有呼吸閥與大氣連通。下部存在泄漏孔，直徑4cm。已知丙酮密度為

4、800kg/m3。求：(1)儲罐最大泄漏量；(2)小孔泄漏質(zhì)量流量隨時(shí)間變化的表達(dá)式；(3)最大泄漏時(shí)間；(4)總泄漏量隨時(shí)間變化的表達(dá)式。解：(1)儲罐最大泄漏量=泄漏點(diǎn)以上全部液體量(2)泄漏質(zhì)量流量隨時(shí)間變化表達(dá)式，11(3)儲罐最大泄漏時(shí)間(4)總泄漏量隨時(shí)間變化，12例：有一常壓甲苯儲罐，內(nèi)徑1m，下部因腐蝕產(chǎn)生一個(gè)小孔，孔直徑為10mm，小孔上方甲苯液位初始高度為3m，巡檢人員于上午7：00發(fā)現(xiàn)泄漏，馬上進(jìn)行堵漏處理，完工后，小孔上方液位高度1.8m，請計(jì)算已泄漏掉甲苯的量kg和泄漏始于何時(shí)？已知甲苯的密度900 kg/m3，C01。解：（1）泄漏質(zhì)量流量隨時(shí)間的變化式，（2）任一

5、時(shí)間內(nèi)總的泄漏量W=泄漏質(zhì)量流量對時(shí)間的積分，4.2.3 液體經(jīng)管道泄漏的源模式13化工生產(chǎn)中，通常采用圓形管道輸送流體。如果管道發(fā)生爆裂、折斷等，可造成液體經(jīng)口泄漏，其泄漏過程可用估算泄漏速度和泄漏量的關(guān)鍵直管阻力：流體與管壁間摩擦而產(chǎn)生的阻力局部阻力：流體與流經(jīng)閥門、彎頭，由于速度或方向的改變而產(chǎn)生的阻力14直管阻力：流體與管壁間摩擦而產(chǎn)生的阻力Fanning公式摩擦系數(shù)層流過渡流湍流管壁粗糙度15湍流光滑管粗糙管1617局部阻力：流體與流經(jīng)閥門、彎頭，由于速度或方向的改變而產(chǎn)生的阻力。當(dāng)量長度局部阻力系數(shù)總阻力損失=直管阻力+局部阻力18例4-5 含苯污水儲罐，上部氣相空間表壓為0，在下

6、部距離儲罐20m處管線斷裂，計(jì)算泄漏的最大質(zhì)量流量。解：總阻力損失=直管阻力+局部阻力光滑管道假設(shè)，試算法校核Re流量4.2.5 氣體或蒸汽經(jīng)小孔泄漏的源模式19機(jī)械能守恒方程液體泄漏不可壓縮流體氣體或蒸汽？壓降小速度低氣體或蒸汽經(jīng)小孔自由膨脹過程絕熱過程20臨界壓力亞音速流動超音速流動？達(dá)到臨界壓力后音速流動2122例：在某生產(chǎn)廠有一空氣柜，因外力撞擊，在空氣柜一側(cè)出現(xiàn)一個(gè)小孔。小孔面積為1.96cm2，空氣柜中的空氣經(jīng)此小孔泄漏入大氣。已知空氣柜中的壓力為2.5105Pa，溫度T0為330K，大氣壓力為105Pa，絕熱指數(shù)=1.40。求空氣泄漏的最大質(zhì)量流量。判斷空氣泄漏的臨界壓力：解：大

7、氣壓力臨界壓力4.2.6 閃蒸液體的泄漏源模型23通常采用加壓液化的方法來儲存某些氣體（如LPG，液氯，液氨等），儲存溫度在其正常沸點(diǎn)之上，如此種氣體泄漏，因壓力的瞬間降低，一部分會迅速氣化為氣體，從高壓下的氣液平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌合碌臍庖浩胶鉅顟B(tài)。氣化時(shí)所需要的熱由液體達(dá)到常壓下的沸點(diǎn)所提供，液相部分的溫度由儲存時(shí)的溫度降至常壓下的沸點(diǎn)溫度，這種現(xiàn)象稱之為閃蒸。之后液體吸收環(huán)境熱量，繼續(xù)蒸發(fā)氣化。由于閃蒸是在瞬間減壓氣化過程內(nèi)完成，可看作是絕熱過程。4.2.6 閃蒸液體的泄漏源模型24蒸發(fā)量與泄漏量的比值4.2.7 易揮發(fā)液體蒸發(fā)的源模式25易揮發(fā)液體發(fā)生泄漏會逐漸向大氣蒸發(fā)，該蒸發(fā)過程的傳質(zhì)

8、推動力為蒸發(fā)物質(zhì)的氣液界面與大氣之間的濃度梯度。液體的蒸發(fā)質(zhì)量流量，摩爾通量蒸發(fā)面積傳質(zhì)系數(shù)飽和蒸汽壓當(dāng)液體向靜止大氣蒸發(fā)時(shí)，傳質(zhì)過程為分子擴(kuò)散，當(dāng)液體向流動大氣蒸發(fā)時(shí)，傳質(zhì)過程為對流傳質(zhì)過程。對流傳質(zhì)系數(shù)比分子擴(kuò)散系數(shù)要高12個(gè)數(shù)量級。26例4-10有一敞口瓶裝乙醇翻倒后，致使2m2內(nèi)均為乙醇液體。大氣溫度為16。乙醇的飽和蒸氣壓為4kPa，乙醇的傳質(zhì)系數(shù) 。 求乙醇蒸發(fā)的質(zhì)量流量。4.3 液體擴(kuò)散液體泄漏后會立即擴(kuò)散到地面，一直流到低洼處或人工邊界(如防火堤、岸墻等)，形成液池。液體泄漏出來不斷蒸發(fā)，當(dāng)液體蒸發(fā)速度等于泄漏速度時(shí)，液池中的液體量將維持不變。如果泄漏的液體揮發(fā)量較少，則不易形

9、成氣團(tuán)。如果泄漏的是揮發(fā)性液體或低溫液體，泄漏后液體蒸發(fā)量也大，會在液池上方形成蒸氣云。274.3.1 液體擴(kuò)散和液池計(jì)算4.3.1 液體擴(kuò)散和液池計(jì)算28液體形狀液池起初是以圓形在地面上蔓延。但是，即使泄漏點(diǎn)周圍不存在任何障礙物，液池也不會永遠(yuǎn)蔓延下去，而是存在一個(gè)最大值，即液池有一個(gè)最小厚度。對于低粘性液體，不同的地面類型，液池的最小厚度是不一樣的。液池的面積和厚度與液體的泄漏速度、泄漏位置處的地面形狀密切相關(guān)。4.3.1 液體擴(kuò)散和液池計(jì)算29液池面積與最小液層厚度的關(guān)系未達(dá)到人工邊界時(shí)：瞬時(shí)泄漏：連續(xù)泄漏：4.3.2 液體的蒸發(fā)量計(jì)算30液池內(nèi)液體蒸發(fā)按其機(jī)理可分為閃蒸、熱量蒸發(fā)和質(zhì)量

10、蒸發(fā)3種。 閃蒸過熱液體泄漏后，由于液體自身熱量而直接蒸發(fā)稱為閃蒸。發(fā)生閃蒸時(shí)的液體蒸發(fā)速度：泄漏的液體總量閃蒸液體分?jǐn)?shù)閃蒸時(shí)間4.3.2 液體的蒸發(fā)量計(jì)算31液池內(nèi)液體蒸發(fā)按其機(jī)理可分為閃蒸、熱量蒸發(fā)和質(zhì)量蒸發(fā)3種。 熱量蒸發(fā)熱導(dǎo)率熱擴(kuò)散系數(shù)m2/s當(dāng)液體閃蒸不完全，會有一部分液體在地面形成液池并吸收地面熱量而汽化，稱為熱量蒸發(fā)。熱量蒸發(fā)速度 ：4.3.2 液體的蒸發(fā)量計(jì)算32液池內(nèi)液體蒸發(fā)按其機(jī)理可分為閃蒸、熱量蒸發(fā)和質(zhì)量蒸發(fā)3種。 質(zhì)量蒸發(fā)當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鳠嵬Ｖ箷r(shí)，熱量蒸發(fā)終止，轉(zhuǎn)而由液池表面之上的氣流運(yùn)動使液體蒸發(fā)，稱為質(zhì)量蒸發(fā)。蒸發(fā)速度 ：分子擴(kuò)散系數(shù)舍伍德數(shù)4.3.3 泄漏物質(zhì)在水中的擴(kuò)散

11、33液體泄漏事故若發(fā)生在貨船、岸邊或穿越河流的管線上，液體危險(xiǎn)物質(zhì)在水流的作用下將呈濃度梯度向外擴(kuò)散，危險(xiǎn)物質(zhì)所到之處，特別是河流的下游方向?qū)艿讲煌潭鹊奈廴?。若泄漏源是一維瞬時(shí)面源，危險(xiǎn)物質(zhì)可于較短時(shí)間內(nèi)在與水流垂直的斷面上完全混合，則擴(kuò)散方程可表示為:若河流是寬淺型的，則泄漏源為二維瞬時(shí)線源，則擴(kuò)散方程可表示為:4.4 氣體的擴(kuò)散34氣體擴(kuò)散氣體噴射擴(kuò)散閃蒸形成的蒸汽擴(kuò)散氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散非重氣擴(kuò)散重氣擴(kuò)散4.4.1 氣體噴射擴(kuò)散濃度分布35氣體噴射指泄漏時(shí)氣體從泄漏口噴出而形成的噴射。大多數(shù)情況下，氣體直接噴出后，其壓力高于周圍環(huán)境大氣壓力，溫度低于環(huán)境溫度。擴(kuò)散特征等效噴射直徑：在

12、噴射軸線上噴射口 處的氣體濃度：在噴射軸線上噴射口 處、且垂直于噴射軸線的平面上任一點(diǎn)的的氣體濃度：4.4.2 閃蒸氣體絕熱擴(kuò)散36擴(kuò)散特征閃蒸液體或加壓氣體瞬時(shí)泄漏后，有一段快速擴(kuò)散時(shí)間，假定此過程相當(dāng)快以致在混合氣團(tuán)和周圍環(huán)境之間來不及熱交換，則稱此擴(kuò)散為絕熱擴(kuò)散。泄漏氣體或液體閃蒸形成的蒸氣氣團(tuán)呈半球形向外擴(kuò)散。根據(jù)濃度分布情況，把半球分成內(nèi)外兩層。內(nèi)層濃度均勻分布，且具有50%的泄漏量；外層濃度成高斯分布，具有另外50%的泄漏量。4.4.2 閃蒸氣體絕熱擴(kuò)散37絕熱擴(kuò)散過程分為兩個(gè)階段。一、氣體向外擴(kuò)散至大氣壓力，在擴(kuò)散過程中氣團(tuán)獲得動能，稱為“擴(kuò)散能”；二、擴(kuò)散能將氣團(tuán)向外推，使紊流

13、混合空氣進(jìn)人氣團(tuán)，從而使氣團(tuán)范圍擴(kuò)大。當(dāng)內(nèi)層擴(kuò)散速度降到一定值時(shí)，可以認(rèn)為擴(kuò)散過程結(jié)束。氣團(tuán)內(nèi)層擴(kuò)散半徑和濃度氣團(tuán)外層擴(kuò)散濃度和半徑4.4.3 氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散38在化工生產(chǎn)中，所使用的物料大多具有易燃易爆、有毒有害的危險(xiǎn)特性，一旦由于某種原因發(fā)生泄漏，則泄漏出來的物料將在濃度梯度和風(fēng)力的作用下在大氣中擴(kuò)散。通過擴(kuò)散模式可估算泄漏物質(zhì)的影響范圍及危險(xiǎn)性質(zhì)。如在多大范圍以內(nèi)為火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)，多大范圍內(nèi)為急性中毒致死區(qū)，多大范圍以外是無明顯毒性影響的區(qū)域。通過擴(kuò)散模式的估算可為危險(xiǎn)程度的判別、事故發(fā)生后的火源控制、明確人員疏散區(qū)域等提供科學(xué)參考。 4.4.3 氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散394.4.3.1

14、 重氣擴(kuò)散泄漏物質(zhì)的分子量比空氣大，如氯氣等物質(zhì)。由于儲存條件或者泄漏的溫度比較低，泄漏后的物質(zhì)迅速閃蒸，而來不及閃蒸的液體泄漏后形成液池，其中一部分液態(tài)介質(zhì)以液滴的方式霧化在蒸氣介質(zhì)中并達(dá)到氣液平衡。因此泄漏的物質(zhì)在泄放初期，形成夾帶液滴的混合蒸氣云團(tuán)，使蒸氣密度高于空氣密度，如液化石油氣等。由于泄漏物質(zhì)與空氣中的水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致生成物的密度比空氣大。比空氣重的氣體4.4.3 氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散404.4.3.1 重氣擴(kuò)散比空氣重的氣體重氣判斷判斷泄漏后的氣體是否為重氣，可以用 來判斷，它表示質(zhì)點(diǎn)的湍流作用導(dǎo)致的重力加速度變化值與高度為 的云團(tuán)由于周圍空氣對其剪切作用而產(chǎn)生的加速度的比

15、值。4.4.3 氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散414.4.3.1 重氣擴(kuò)散重氣擴(kuò)散影響因素初始釋放狀態(tài)環(huán)境風(fēng)速與風(fēng)向地面粗糙度空氣濕度大氣溫度與穩(wěn)定度地面坡度太陽輻射4.4.3 氣團(tuán)在大氣中的擴(kuò)散42以儲罐中的苯泄漏為例，無風(fēng)情況下，泄漏出來的苯，以泄漏源為中心向四周擴(kuò)散。泄漏源火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)區(qū)1.2%8%5-10min中毒致死區(qū)人員中毒危險(xiǎn)區(qū)4.4.3.2 非重氣擴(kuò)散43一般情況下，對于泄漏物質(zhì)密度與空氣接近或經(jīng)很短時(shí)間的空氣稀釋后密度即與空氣接近的情況，可用煙羽擴(kuò)散模式來描述連續(xù)泄漏源泄漏物質(zhì)的擴(kuò)散過程。連續(xù)泄漏源通常泄漏持續(xù)時(shí)間較長。連續(xù)泄漏源例如連接在大型儲罐上的管道穿孔、撓性連接器處出現(xiàn)的小孔或縫

16、隙、連續(xù)的煙囪排放等都屬于連續(xù)泄漏源。瞬間泄漏源例如液化氣體鋼瓶破裂、瞬時(shí)沖料形成的事故排放、壓力容器安全閥異常啟動、放空閥門的瞬間錯(cuò)誤開啟等都屬于瞬間泄漏源。瞬間泄漏源的特點(diǎn)是泄漏在瞬間完成。煙團(tuán)擴(kuò)散模式來描述瞬間泄漏源泄漏物質(zhì)的擴(kuò)散過程。 風(fēng)速大氣穩(wěn)定度地面情況（建筑物、樹木、地形）泄漏源高度泄漏物質(zhì)的初始狀態(tài)物料性質(zhì)44風(fēng)對泄漏出的物質(zhì)有輸送和稀釋的作用，因此泄漏物質(zhì)總是分布在泄漏源的下風(fēng)向。風(fēng)速愈大、湍流愈強(qiáng)，物質(zhì)向下風(fēng)向的擴(kuò)散速度和空氣的稀釋速度愈快。無風(fēng)條件下，泄漏物質(zhì)以泄漏源為中心，向各個(gè)方向擴(kuò)散。風(fēng)速大氣穩(wěn)定度大氣穩(wěn)定度表示空氣是否易于發(fā)生垂直運(yùn)動，即對流。假如有一團(tuán)空氣在外力

17、作用下，產(chǎn)生了向上或向下的運(yùn)動，可能出現(xiàn)三種情況： 如果空氣團(tuán)受力移動后，逐漸減速，并有返回原來高度的趨勢，這時(shí)的氣層對該空氣團(tuán)是穩(wěn)定的； 如果空氣團(tuán)受力作用，離開原位就逐漸加速運(yùn)動，并有遠(yuǎn)離原來高度的趨勢，這時(shí)的氣層對該空氣團(tuán)是不穩(wěn)定的； 如果空氣團(tuán)被推至某一高度后，既不加速，也不減速，保持不動，這時(shí)的氣層對該空氣團(tuán)是中性的。有毒有害、易燃易爆物質(zhì)在大氣中的擴(kuò)散與大氣穩(wěn)定度密切相關(guān)。大氣愈不穩(wěn)定，其擴(kuò)散愈快；大氣愈穩(wěn)定，其擴(kuò)散愈慢。45地面情況地面情況對風(fēng)速梯度隨高度變化的影響。建筑、樹木等會加強(qiáng)地表大氣的湍流程度，即加強(qiáng)了混合稀釋作用；而開闊平坦地、湖泊等則相反。46泄漏源高度泄漏初始狀態(tài)

18、物料性質(zhì)泄漏源高度增加，泄漏物質(zhì)擴(kuò)散至地面的垂直距離增加，在同等源強(qiáng)和氣象條件下，地面同等距離的物質(zhì)濃度會降低。即高度增加，泄漏物質(zhì)由于擴(kuò)散作用，離泄漏源越遠(yuǎn)。 泄漏物質(zhì)具有向上的初始動量，會使泄漏源有效高度增加，作用效果與泄漏源高度增加相同。泄漏物質(zhì)的密度高于或低于空氣的密度，分別表現(xiàn)出重力作用和浮力作用。重力作用引起泄漏物質(zhì)下沉，導(dǎo)致地面濃度增加。因泄漏物質(zhì)不斷被大氣稀釋，這種下沉作用會逐漸減弱。浮力作用引起泄漏物質(zhì)在擴(kuò)散初期上升，導(dǎo)致地面濃度降低。同樣泄漏物質(zhì)被大氣不斷稀釋，上升作用減弱。 浮力也可能來源于泄漏物質(zhì)具有的較高的溫度，當(dāng)泄漏物質(zhì)被冷卻至大氣溫度后，這種上升作用即停止。4.4

19、.3.3 擴(kuò)散的數(shù)學(xué)表達(dá)47湍流擴(kuò)散微分方程局地?cái)U(kuò)散對流擴(kuò)散湍流擴(kuò)散48假設(shè)條件和應(yīng)用條件：直角坐標(biāo)系，x軸方向與平均風(fēng)速方向一致，z軸為鉛直向上；各方向湍流擴(kuò)散系數(shù)為常數(shù)， 代表平均濃度，u代表平均風(fēng)速。49 泄漏源穩(wěn)定釋放 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散與非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 無風(fēng)有風(fēng)風(fēng)向僅沿 軸方向正向 湍流擴(kuò)散系數(shù)各方向相同且恒定各方向不相同但恒定 地面點(diǎn)源高空點(diǎn)源加入地面反射考慮空間高度對擴(kuò)散影響核心4.4.4 Pasquill-Gifford模型50代表下風(fēng)向、側(cè)風(fēng)向和垂直方向上濃度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，即擴(kuò)散系數(shù)。更容易通過試驗(yàn)獲得。擴(kuò)散系數(shù)是大氣穩(wěn)定度和釋放源下風(fēng)向距離的函數(shù)?？梢酝ㄟ^查圖或查表方式獲得。51實(shí)際擴(kuò)散系

20、數(shù)隨位置、時(shí)間、風(fēng)速、主導(dǎo)氣象條件變化。P-G擴(kuò)散曲線估算法大氣穩(wěn)定度級別下風(fēng)向擴(kuò)散系數(shù)用P-G模型求解泄漏擴(kuò)散問題52根據(jù)問題條件，對通用模型做合理簡化；查取各方向上擴(kuò)散系數(shù) 值；獲得濃度分布狀態(tài)和最高濃度位置；劃分危險(xiǎn)區(qū)域，為制定應(yīng)急響應(yīng)措施提供理論指導(dǎo)；在0.11.0km范圍內(nèi)有效；濃度為時(shí)間平均值，實(shí)際的瞬間濃度值一般在平均值的2倍范圍內(nèi)變化。53 地面上瞬時(shí)點(diǎn)源地面煙團(tuán)以風(fēng)速方向?yàn)閤軸，坐標(biāo)原點(diǎn)取在泄漏點(diǎn)處，風(fēng)速恒為u，則源強(qiáng)為Q的濃度分布為：令z=0，得到地面濃度:令y=0，得到地面軸線濃度:54 高空瞬時(shí)點(diǎn)源高空煙團(tuán)以風(fēng)速方向?yàn)閤軸，選取移動坐標(biāo)系，任一時(shí)刻煙團(tuán)中心x軸坐標(biāo)為ut

21、，則其濃度分布為：令z=0，得到地面濃度:令y=0，得到地面軸線濃度:55 地面穩(wěn)態(tài)點(diǎn)源地面煙羽以風(fēng)速方向?yàn)閤軸，坐標(biāo)原點(diǎn)取在泄漏點(diǎn)處，風(fēng)速恒為u，則源強(qiáng)為Q的濃度分布為：令z=0，得到地面濃度:令y=0，得到地面軸線濃度:56 高空穩(wěn)態(tài)點(diǎn)源高空煙羽以風(fēng)速方向?yàn)閤軸，泄漏源中心對地面的投影點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，流場穩(wěn)定，則其濃度分布為：令z=0，得到地面濃度:令y=0，得到地面軸線濃度:地面上最大濃度：地面上最大濃度出現(xiàn)位置：57【例4-12】在某一個(gè)陰天，一個(gè)有效高度為60m的煙囪，正在以80g/s的速度排放二氧化硫。風(fēng)速為6m/s，煙囪位于農(nóng)村。請確定:下風(fēng)向500m處地面上二氧化硫的平均濃度；下

22、風(fēng)向500m,橫風(fēng)向50m處地面上二氧化硫的平均濃度；徑直下風(fēng)向地面上的最大平均濃度的位置和數(shù)值。解：高空穩(wěn)態(tài)點(diǎn)源高空煙羽下風(fēng)向地面濃度：大氣穩(wěn)定度D級，500m處擴(kuò)散系數(shù)：58【例4-12】在某一個(gè)陰天，一個(gè)有效高度為60m的煙囪，正在以80g/s的速度排放二氧化硫。風(fēng)速為6m/s，煙囪位于農(nóng)村。請確定:下風(fēng)向500m處地面上二氧化硫的平均濃度；下風(fēng)向500m,橫風(fēng)向50m處地面上二氧化硫的平均濃度；徑直下風(fēng)向地面上的最大平均濃度的位置和數(shù)值。解：高空穩(wěn)態(tài)點(diǎn)源高空煙羽59【例4-12】在某一個(gè)陰天，一個(gè)有效高度為60m的煙囪，正在以80g/s的速度排放二氧化硫。風(fēng)速為6m/s，煙囪位于農(nóng)村。

23、請確定:下風(fēng)向500m處地面上二氧化硫的平均濃度；下風(fēng)向500m,橫風(fēng)向50m處地面上二氧化硫的平均濃度；徑直下風(fēng)向地面上的最大平均濃度的位置和數(shù)值。解：高空穩(wěn)態(tài)點(diǎn)源高空煙羽最大平均濃度的位置：最大平均濃度：60ERPG （Emergency Response Planning Guidelines，緊急響應(yīng)計(jì)劃指南）是由美國工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會（AIHA）所制定的標(biāo)準(zhǔn)。即在緊急情況下，人們持續(xù)暴露在其中1-24h并完成指定任務(wù)所能接受的氣體、蒸汽或煙霧的濃度（緊急暴露指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)）：ERPG-1：人員暴露于有毒氣體環(huán)境中約1小時(shí)，除了短暫的不良健康效應(yīng)或不當(dāng)?shù)臍馕吨?，不會有其它不良影響的最大容許濃度。

24、ERPG-2：人員暴露于有毒氣體環(huán)境中約1小時(shí)，不會對身體造成不可恢復(fù)之傷害的最大容許濃度。ERPG-3：人員暴露于有毒氣體環(huán)境中約1小時(shí)，不會對生命造成威脅的最大容許濃度。 【例4-13】：在氯乙烯生產(chǎn)過程中，大量使用氯氣作為原料。某生產(chǎn)廠突然發(fā)生氯氣泄漏。根據(jù)源模式估計(jì)約有1.0kg的氯氣在瞬間泄漏。泄漏時(shí)為有云的夜間，云量小于4/10，風(fēng)速2m/s。泄漏源可近似作為地面源處理。居民區(qū)距泄漏源500m。請回答以下問題：泄漏發(fā)生后，大約經(jīng)多長時(shí)間煙團(tuán)中心抵達(dá)居民區(qū)？煙團(tuán)達(dá)到居民區(qū)后，地面軸線氯氣濃度為多少？是否超過國家衛(wèi)生水平（ERPG-1為1.010-6，約為3.0mg/m3）？試判斷經(jīng)過多遠(yuǎn)后，氯氣的地面濃度才可被大氣稀釋至可接受水平。估算煙團(tuán)擴(kuò)散至下風(fēng)向5公里處時(shí)氣云的大小。61【例4-13】：在氯乙烯生產(chǎn)過程中，大量使用氯氣作為原料。某生產(chǎn)廠突然發(fā)生氯氣泄漏。根據(jù)源模式估計(jì)約有1.0kg的氯氣在瞬間泄漏。泄漏時(shí)為有云的夜間，云量小于4/10，風(fēng)速2m/s。泄漏源可近似作為地面源處理。居民區(qū)距泄漏源500m。泄漏發(fā)生后，大約經(jīng)多長時(shí)間煙團(tuán)中心抵達(dá)居民區(qū)？說明煙團(tuán)中心運(yùn)動至居民區(qū)僅需4.2min，可見泄漏發(fā)生后，必須