基于ae的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现(编辑修改稿)

基于ae的化工厂有毒气体扩散应急系统的设计与实现(编辑修改稿)内容摘要：

技术路线如图 11 所示： 企 业 信 息集 成 开 发 环 境环 境 污 染 事 故 应 急 系 统应 急 预 案 生 成地 理 影 像 数 据事 故 应 急 方 法基 础 信 息 采 集毒 气 源 库 毒 气 属 性 环 境 标 准结 果 分 析属 性 数 据 库 应 急 信 息 数 据 库 空 间 数 据 库事 故 案 例 库 组 件 式 G I S 环 境 数 学 模 型评 价 预 测 、 查 询 与 分 析 、 专 题 图事 故 备 案 图 11 系统技术图 滁州学院本科毕业论文 5 论文章节安排 本文共有五个章节，各章的内容和组织如下 第一章是引言，主要论述论文的选题背景、选题依据、研究内容和大致的技术流程。 第二章是对系统开发原理及关键技术阐述，详细介绍了 高斯烟团模型、 ArcEngine及数据库技术。 第三章是 对 系统总体设计，首先 要 进行需求分析， 将系统设计 的 目标展现出来 以及 对系统进 行总体 的 结构体系和详细的能模块 的 设计。 第四章是系统功能的实现 ， 主要对系统实现的功能进行操作展示，并贴出系统的各个功能演示图。 第五章是 系统 研究成果 和 讨论， 对论文研究成果 来 进行总结，提出系统研究 过程 中存在的不足，并且 对系统下一步继续研究工作 有 展望。 滁州学院本科毕业论文 6 2 相关原理及技术 常见毒气扩散模型 （ 1） Sutton 模型 该模型应用在物质湍流扩散的问题上，依据是 凭借 湍流扩散 来 统计理论， Sutton模型在环保领域中 有了 了广泛的应用。 缺点：该模型不适 合 应用在可燃气体泄漏扩散， 要不然 会 产生 较大误差。 （ 2） IsesT3模型 IsesT3是 美国 EAP开发的针对工业污染物扩散模式，已 经 成为大多数 的 国家局空气 评析 的推荐模型， 该模型在 在国内的 使 用 从 上世纪末 开始 ，主要应用研究 方向 包括：电厂脱硫后对大气环境 的 影响，北京机动车污染物的排放和分担率模拟，北京市宣城区的大气 TSP浓度的模拟，北京市城区大气污染源的暴露效率的模拟。 缺点： 缺少 考虑烟羽的特性 即 随着污染物排放特性 以及 气象条件时刻发生着变化，可使用范围小。 （ 3） CALPUFF模型 CALPUFF模型是扩散模型的一种，可以模拟 随时 间变化污染物的清除过程 出以及 三维流场随 空间 和 输送转化这个区域 的 污染物 的 扩散模式分成 CALMET CALPUFF CALPOST， 三部分 CALMET输入高空植被数据 ， 以及气象和 地形 数据，并可以计算 出 CALPUFF需要的 水平垂直风场和 地面参数CALPUFF模式利用空气 的 污染物的排放量数据 以及 风场数据，计算空气污染物扩散情况 CALPOST部分将 CALPUFF计算结果 来 进行可视化处理。 缺点：缺乏对毒气源相关参数的考虑。 高斯烟团模型 （ 1）模型简介 高斯烟团模型 是 高斯扩散模型 中的 一种。 高斯烟团扩散模型在 50年代被广泛的用来研究物质扩散浓度分布。 在平原 地区，大气环境的气流 ， 风速是 趋于 稳定的，三维空间 中 除了地表之外可以看做无边界 的 大容器，在这样的大气条件下 进行 扩散首先 是 沿着盛行风向 来 做运动， 然后 再向 每个 方向做扩散，扩散 出来的 粒子位移的概率是正态分布的高斯分布，这 些就 是高斯模型 的 理论基础。 由于该模型利用统计方法进行核算，适用点源扩散的物质泄漏模式。 高斯模型适用于 和 空气密度相近的气体种类 又 或者在短时间内 和 空气混合后 和 空气的密度相近的气体 [16]，在实际情况中，泄露发生后气体的扩散过程比较复杂，被污染区域在地理条件、大气环境、泄露强度、气体自身理化性质等众多因素 的影响下，将高斯模型应用于某些重气 (如氯气、液化石油气 )扩散过程在理论上也是可行的。 滁州学院本科毕业论文 7 （ 2）高斯烟团模型公式 ]2 )(2 )(2 )(e x p [)(2 2Qt)z,y,C ( x , 2 202 202 2023zyxzzyyxx  （ 21） 其中： C—— 任意点污染物浓度 ( 3mmg ) Q—— 源强 (单位时间污染物 的 排放量， sm ) u—— 平均风速 ( sm ) t—— 时间（ s） x 、 y 、 z —— X， Y， Z 方向的扩散参数 0x 、 0y 、 0z —— 烟团中心坐标 （ 3） 高斯烟团模型影响因子： 图 21 高斯烟团模型影响因子  毒气源参数： 图 22 毒气源参数 毒 气源参数的设置： 此参数的设置包括工厂信息与毒气源信息： ① .事故点信息：事故点坐标获取、毒气泄漏口内径、泄漏口风速及泄漏出口浓速。 ② .毒气源信息：毒气名称、释放速率、排放温度及排放时间。 通过上述参数的设定及相应环境大气温度、大气压力来求出毒气排放的几何高度， 为求有效滁州学院本科毕业论文 8 排放高度提供基础。 主要公式： 实际排烟率： sv VDQ 42 （ 22） 烟气释放热率： svah TTQPQ  （ 23） 霍兰德公式： Hss ass QDvuDT TTu DvH )(1)( 3 （ 24） 几何高度公式： Hue QHyzbs  )( 20 （ 25） 其中： sV —— 毒气出口流速 ( sm )； D—— 泄漏口内径 (m)； sT ， aT —— 泄漏口处的泄漏温度 ,环境温度 (C)； Q—— 毒气释放速率 ( smg )； aP —— 大气压强 (k aP )； yz  —— 大气扩散参数，这里取 1； bo pp —— X 米处的毒气含量 ）（ 3mug ；  环境参数： 滁州学院本科毕业论文 9 图 23 环境参数图 环境参数的设置： 此参数主要包括：实测风速，实测风速高度，环境温度，大气压强，大气稳定度，风向，安全浓度，事发地点。 通过上述及此些参数的设置，我们可求出相应的平均风速、有效源高、大气稳定度的设置及扩散参 数的选取。 ① .平均风速的廓线模式 大气扩散 的主要原因 是风的作用。 风速的廓线是随高度 而 变化的。 风速数学表达式被称 做 风速的 廓线模式。 在大气 的 扩散中，要掌握烟囱出口 处和 烟囱 的 有效高度处 的 平均风速。 风速 的 廓线模式 是 由地面 的 风速 计算 算， 从而 采用 的是， 幂函数 的 风速 的 廓线模式。 幂函数 的 风速线模式是 基于 在中性层 ， 近地层 ， 平坦 的 下垫面条件下 推算 出来的。 这种 模式 的应用 范围 较 广 ，可 以 达 到 300米高度 甚至 更高，且 伴 随 着 高度 的 增加 而 精度下降。 我国 规定 的《制定地方大气污染物排放标准的技术原则和方法》 提供的相应 计算公式如下： a： 当 mZ 20xx  mzzuu )( 121 （ 26） b： 当 mZ 20xx  mzuu )200( 11 （ 27） 其中： u—— 烟囱出口处 的 环境平均风速， sm ； 1u —— 烟囱出口处 的 风速， sm ； 1z —— 邻近气象站 的 侧风仪所在 的 高度（ sm ），常为 10m； 2z —— 烟囱出口处 的 高度（ m）； m 见下表 21。 表 21 不同区域稳定类型划分标准 参数 (GB/T130191) 区域 稳定类型 A B C D E F 城市 乡间 ② .泄漏源的有效高度（烟云抬升高度） 泄漏源 的 有效高度是泄漏气体气云基本上 形 成水平状气云中心的 时候 离地的高度。 事实 上，泄漏源 的 有效高度 是 等于泄漏烟云抬升的高度加上泄漏源的几何高度。 影响烟云的抬升高度因素有许多， 包括 ：泄漏气体初始速度和 方向， 泄露直径 ， 大气压 强 及环境 ， 初始温度 ， 环境温度及大气稳定度。 有效源高 ： sH —— 泄漏源几何架高 ； HHH s  其中 ，H —— 烟云抬升高度。 实验 表 明，泄漏源抬升高度可以 借助 以下 公式 进行 近似计算： VdVH ss  滁州学院本科毕业论文 10 式中： sV —— 气云释放速度（ sm ）； sd —— 泄漏出口直径（ m）； V—— 环境风速（ sm ）； ③ .大气稳定。