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。
基本介紹
- 中文名：煙氣抬升高度
- 定義：煙氣上升的高度
- 過程：噴出、浮升、瓦解、變平
- 影響因素：煙流本身的熱力、氣象條件等
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煙氣抬升過程
煙氣的抬升過程如圖1所示，分為四個階段：
圖1
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
式中Ts，Ta—煙氣和空氣的溫度，K；
ΔH—煙氣抬升高度，m；
QH—排出煙氣的熱量，kJ/s；
Vs—煙氣出口速度，m/s；
d—煙囪出口直徑，m；
布里吉斯(Briggs)式
當大氣穩定時
當大氣為中性或不穩定時
當F<55時，x*=14F；F≥55時，x*=34F
式中 Δθ/Δz—位溫梯度，K/m；
xF—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QH≥2100KJ/s，△T≥35K時
式中，n0，n1，n2——係數，按下表選取；
P——大氣壓力，Pa；
Qv——大氣排放量（實際狀態）m/s。
係數n0，n1，n2的值
QH/（kJ/s） | 地表狀況 | n0 | n1 | n2 |
QH>2100 | 農村或城市遠郊區 | 1.427 | 1/3 | 2/3 |
城區 | 1.303 | 1/3 | 2/3 | |
2100>QH且ΔT≥35K | 農村或城市遠郊區 | 0.332 | 3/5 | 2/5 |
城區 | 0.292 | 3/5 | 2/5 |
2、當1700kJ/s<QH<2100kJ/s時
3、QH≤1700kJ/s時或ΔT<35K時
4、凡地面以上10m高度平均風速
時
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。
