第十二章紊素动射流和素动扩散 1、设某排污圆管将生活污水排入湖泊,且污水与湖水密度相同,放流管的直径D0=02m,出流的流速l0=45ms 污水浓度co=100pm,出口平面位于湖面下25m,若出流方向铅垂向上,试求污水到达湖面处的最大流速、最 大浓度c和断面平均稀释度S (u=0.22m/s,c=4.56p0m,s=40.0) 2、设题1的情况,将排污圆管改为狭长的矩形孔口,其宽度为2b=02m,其余情况不变,试求污水到达湖面处的最 大流速、最大浓度c和断面平均稀释度S:问此题的结果与题1的结果相比说明什么问题 (u=0.92m/s,c=176.2ppm,s=6.8) 3、在一静止的湖泊中,有一铅垂排放的圆形排污孔,直径为0.5m,排放污水的速度为1.0m′s,排放孔在湖面下8m, 试求距离排放口20m和2.5m的轴线流速 (u均为1.0m/s) 4、宽度为2.0m的矩形明槽中充满了深度h=1.0m的静水。有质量为M=2kg的普通盐(NaC)投放到x=0处的水体中, 并迅速扩散到明槽全断面。已知水体中盐的分子扩散系数D=124×103cm3s。试确定:(1)盐分随时间的纵向扩展,(可 分别取=0,105,107,10s,计算W=4,的值)(2)最大浓度随时间的变化(可分别取=0,105,107,10进行)(3) 试绘制出时间为107s时的浓度分布 (1)a2=2(.24×101)t,w=40:(2)cm(t)=-(g/m2):(3)C=2541exyo 5、设一矩形断面的长直明渠,渠宽(即y坐标,以断面中心处为y坐标原点)为100m,水流沿纵向(即x坐标)为近似 的均匀流,断面平均流速Ⅱ=0.3m/s,水深为5m。为求横向紊动扩散系数,在明渠起始断面中心处瞬时投放示踪质 当水温为15C时,在下游450m处的横断面上,测得横向即y方向的)浓度分布如下表所列(表中浓度c是对某一参 考浓度的相对比值)。试估算横向紊动扩散系数的值。(E= =0.048m/s:)
第十二章 紊动射流和紊动扩散 1、设某排污圆管将生活污水排入湖泊，且污水与湖水密度相同，放流管的直径 D0 =0.2m，出流的流速 u0 =4.5m/s, 污水浓度 c0 ＝1000ppm，出口平面位于湖面下 25m，若出流方向铅垂向上，试求污水到达湖面处的最大流速、最 大浓度 cm 和断面平均稀释度 S。 (um=0.22m/s ,cm=44.56ppm ,s=40.0) 2、设题 1 的情况，将排污圆管改为狭长的矩形孔口，其宽度为 2 b0 =0.2m,其余情况不变，试求污水到达湖面处的最 大流速、最大浓度 m c 和断面平均稀释度 S；问此题的结果与题 1 的结果相比说明什么问题。 (um=0.92m/s ,cm=176.2ppm ,s=6.8) 3、在一静止的湖泊中，有一铅垂排放的圆形排污孔，直径为 0.5m，排放污水的速度为 1.0m/s，排放孔在湖面下 8m， 试求距离排放口 2.0m 和 2.5m 的轴线流速。 (um均为 1.0 m/s) 4、宽度为 2.0m 的矩形明槽中充满了深度 h=1.0m 的静水。有质量为 M0=2kg 的普通盐(NaCl)投放到 x=0 处的水体中， 并迅速扩散到明槽全断面。已知水体中盐的分子扩散系数 D＝1.2410-5 cm2 /s。试确定：(1)盐分随时间的纵向扩展，(可 分别取 t=0，105，107，109 s，计算 W=4 x 的值);(2)最大浓度随时间的变化(可分别取 t=0，105，107，109 s 进行);(3) 试绘制出时间为 107 s 时的浓度分布。 ((1) σx 2 =2(1.24×10-5 )t , w=4σx；(2) Cmax(t)= (g / m ) 399 3 x ；(3) C=2541exp(- 0.049 x 2 ) (g/m3 )) 5、设一矩形断面的长直明渠，渠宽(即 y 坐标，以断面中心处为 y 坐标原点)为 100m，水流沿纵向(即 x 坐标)为近似 的均匀流，断面平均流速 u ＝0.3m/s，水深为 5m。为求横向紊动扩散系数，在明渠起始断面中心处瞬时投放示踪质。 当水温为 150C 时，在下游 450m 处的横断面上，测得横向(即 y 方向的)浓度分布如下表所列(表中浓度 c 是对某一参 考浓度的相对比值)。试估算横向紊动扩散系数的值。 (EY=0.048 m2 /s；) y/m -24 -21 -18 -15 -12 -9 -6 -3 0 c 22 30 45 52 60 66 74 87 87 y /m 3 6 9 12 15 18 21 24 27 c 86 86 80 55 42 31 22 16 17
126、在流速为0.2ms的均匀流中,测出相隔50m的上下游两点A、B处的物质浓度分别为30ppm和300ppm,设 水流方向的扩散系数为3×103cm2/s,求两点中间位置的物质迁移率。(q=(q1+q)=6.53×103g/(scm)) 7、某污染物沿一等截面静水直渠的初始浓度分布为:=0时,00处的浓度分布c(xt 8、设有一火力发电厂烟囱的有效源高H=38m,连续排出的SO2源强m=0.27kgs,大气风速l=2.1ms,试求距离烟 囱下风向600m处的地面轴线浓度c已知a,=34m0:=14 (c(x,0,0,田)=2.16×10kg/m2) 9、在一范围很大的水域中的某点上瞬时投放10kg的示踪质,在主流方向上有均匀流速=04ms,求在240秒钟后 在x=100m、y=∠=0处的浓度值,设紊动扩散系数分别为:E4=02m2/s,E,=E=0.03m2/s。 =4.14pm) 10、在三维水域中的某点上以每秒4kg的速率连续投放示踪质,均匀流速u=05ms,设紊动系数E,=1.5m2/s 求扩散空间中一点(x=500my=50m,z=0)处的浓度值。 (c=0.28ppm)
12-6、在流速为 0.2m/s 的均匀流中，测出相隔 50m 的上下游两点 A、B 处的物质浓度分别为 350ppm 和 300ppm，设 水流方向的扩散系数为 3103 cm2 /s，求两点中间位置的物质迁移率。 (q=(q1+q2)=6.53×10-3 g/(s cm2 )) 7、某污染物沿一等截面静水直渠的初始浓度分布为：t=0 时，0h 处 c=0；x=0 处浓度始终为零。 试求 x>0 处的浓度分布 c(x,t)。 (c= − − + − 4kt x h erf 4kt x h erf 4kt x 2erf 2 c 0 ) 8、设有一火力发电厂烟囱的有效源高 H＝38m，连续排出的 SO2源强 m=0.27kg/s，大气风速 u =2.1m/s，试求距离烟 囱下风向 600m 处的地面轴线浓度 c。已知 y = 34 m, z =14 。 (c(x,0,0,H)=2.16×10-6 kg/m3 ) 9、在一范围很大的水域中的某点上瞬时投放 10kg 的示踪质，在主流方向上有均匀流速 u =0.4m/s,求在 240 秒钟后， 在 x=100m、y=z=0 处的浓度值，设紊动扩散系数分别为： E m s E E m s x y z 0.2 / , 0.03 / 2 2 = = = 。 ( c =4.14ppm) 10、在三维水域中的某点上以每秒 4kg 的速率连续投放示踪质，均匀流速 u ＝0.5m/s，设紊动系数 E m s x 1.5 / 2 = , 求扩散空间中一点(x=500m,y=50m,z=0)处的浓度值。 ( c =0.28ppm)