Задача № 2. Расчет характеристик выбросов загрязняющих. Веществ в атмосферу. Методические указания к выполнению задачи

Задача № 2

 

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ

 

Промышленное предприятие находится в одном из регионов России, который характеризуется ототратификационным коэффициентом - А, определяющим условия горизонтального и вертикального рассеивания примеси в атмосфере. Местность характеризуется уклонами, определяющими добавку на рельеф - r. Средняя температура наружного воздуха в 13 часов самого жаркого месяца - Т в. Температура выбросов газовоздушной смеси - Т г. Разность этих температур - DТ. Ежесекундный выброс газовоздушной смеси - Vr. Наиболее опасный компонент (см. вариант) в выбрасываемой газовоздушной смеси имеет концентрацию в устье трубы - Ст. Для этого компонента определена среднесуточная предельно допустимая концентрация – Спдк. F - характеризует скорость оседания данного компонента газовоздушной смеси. В данной задаче следует ограничиться среднесуточным осреднением. При этом показатель вытянутости розы ветров Р/Ро = 2, а коэффициент осреднения  = 0, 5. Диаметр трубы в устье - D.

Задача состоит из двух частей, каждая из которых рассчитана на 2 часа занятий.

В первой части необходимо:

1. Определить максимальную концентрацию заданного компонента в приземном слое См и сравнить ее с предельно допустимой С.

2. Определить расстояние Хм от источника выброса до места, где максимальная концентрация будет наблюдаться с наибольшей вероятностью.

3. Сформулировать выводы.

Во второй части необходимо:

1. Построить график наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника.

2. Определить размеры санитарно-защитной зоны вокруг промышленного предприятия.

3. Определить ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ ВЫБРОС (ПДВ).

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАЧИ

 

Предварительная оценка характеристик выбросов

 газовоздушной смеси в атмосферу

Условия метеорологического рассеивания газовоздушной смеси, выбрасываемой предприятием в атмосферу, в значительной степени зависят от того, являются ли выбросы " холодными" или " нагретыми". Критерием " нагретости" выбросов является вспомогательный фактор

                                 10⁶× ₀² × D

                       f = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ,                                       (1)

                                     H^{2 ×} T

где ₀ - средняя скорость выхода смеси из устья трубы, м/с,

                                4 × Vr

                  ₀ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ .                                               (2)

                                D²

При f  100 выбросы считаются " нагретыми". При f > 100 выб­росы считаются " холодными".

 

Часть I

 

А. СЛУЧАИ " НАГРЕТЫХ" ВЫБРОСОВ: f  100

I. Коэффициент метеорологического разбавления:

 

                          H²  ×

        Kp = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ .                                         (3)

                  A × F × m × n × × r × (P / Po)

 

Величины Н, Тв, Тг, Т, Vr, А, F, г - заданы в соответствии с данными Вашего варианта.

 = 0, 5;      Р/Рo = 2,

 m – коэффициент, определяемый по формуле:

                                                       1

                 m = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ .                                 (4)

                                0, 67 + 0, 1  + 0, 34

     Коэффициент n определяют в зависимости от величины вспомогательного параметра Vм – опасной скорости ветра на уровне флюгера, при которой возможен отрыв факела выброса от трубы:

 

                                  Vм = 0, 65  .                                            (5)

 Если Vм > 2, то n = 1;

если 2 ³ Vм 0, 3, то n = 3- ;       

если   Vм < 0, 3, то n = 3.

Далее по формуле (3) определяют значение коэффициента метеорологического разбавления Кр.

2. Определяют максимальную концентрацию вредного компонента в приземном слое - См:

 

                                            Vг × Ст

                                 См = ———.                                                     (7)

                                                Кр

 

3. При расчетах рассеивания газообразных компонентов расстояние Хм, на котором наблюдается максимальная концентрация См, определяют по формуле:

                Хм = d × Н, при F < 2                                      (8)

 

где коэффициент d определяется следующим образом:

если Vм  2, то d = 4, 95 ×  

если Vм > 2, то d = 7 ×

Далее определяют численное значение  Хм  по формуле (8).

 

 

Б. СЛУЧАИ " ХОЛОДНЫХ" ВЫБРОСОВ: f > 100

1. Коэффициент метеорологического разбавления:

                                     H^4/3

                   Kp = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ .                                        (10)

                               A × F × n × k

Коэффициент n. определяют в зависимости от вспомогательного параметра Vм:

 

                                       1, 3 × ₀ × D

                           Vм = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾                                                       ( 11)

                                              H

 

Если: а) если Vм > 2, то n = 1;  

б) 0, 3  Vм  2, то n = 3 - ;

в) Vм < 0, 3, то  n = 3.

Коэффициент К вычисляется по формуле:

                                                   D

                    К = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾                                                         (13)

                                       8 × Vг

Величины А, Н, F берутся в соответствии с данными варианта.

Далее по формуле (10) определяют численное значение Кр.

2. Определяют максимальную концентрацию вредного компонента в

приземном слое См:

 

                                     Vг × Ст

                   Cм = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾                                                (14)

                                         Кр

3. При расчетах рассеивания газообразных компонентов расстояние Хм определяется по формуле:

Хм = d × Н,    при F < 2,                                                  (15)

где d = 11, 4, если Vм  2;         d= 16, 1, если Vм > 2.                     (16)

По формуле (15) определяют численное значение Хм.

ПРИМЕЧАНИЕ. При расчете рассеивания мелкодисперсных частиц пыли, сажи, золы с большой скоростью оседания, когда параметр F ³ 2, как в случае " нагретых", так и в случае " холодных" выбросов, расстояние Хм вычисляется по формуле:

 

                                           5 -- F

                   Xм = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ × d × H                                               (17)

                                             4

 

где d вычисляется по формуле (9) в случае " нагретых" выбросов и по формуле (16) в случае " холодных" выбросов.

 

Часть 2

I. Построение графика наиболее вероятного распределения концентрации вредного компонента в зависимости от расстояния до источника выброса.

Зная величины См и Хм, можно рассчитать приземную концентрацию вредных веществ - Сх в атмосферном воздухе по оси факела источника выбросов на различных расстояниях X от этого источника. Расчет справедлив как для " нагретых", так и для " холодных" выбросов.

     Предварительно рассчитывают безразмерный коэффициент S, зависящий от отношения X/Хм и определяемый по формулам:

 

а) если X / Хм  1,   то S = 3 (X/Хм)⁴ – 8(X/Хм)³ + 6(X/Хм)²,            (18)

                                                          1, 13

б) если 1 < X / Хм  8,   то S = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ,                         (19)

                                                  0, 13 (X/Хм)² + 1

 

в) если X/Хм > 8  и  F = 1, то

                                   

                                    

                                 1

S = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ,                                      (20)

             3, 58× (X/Хм)² – 35, 2(X/Хм) + 120

 

г) если X/Хм > 8  и  F  2, то

                        1

S = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ .                                             (21)

            0, 1 (X/Хм)² + 2(X/Хм) – 17, 8

         

Затем определяют Сх по формуле:

                         Сх = См × S                                                                  (22)

 

     В задаче необходимо рассчитать S и Сх для следующих значений (X/Хм): 0, 2; 0, 4; 0, 8; 1; 1, 6; 3, 2; 6, 4; 12, 8.

     Затем из соотношения Х = (X/Хм) × Хм определить расстояния Х, соответствующие Вашему варианту, и построить график зависимости функции:

Сх = Ф(Х).

2. Определение ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОГО ВЫБРОСА (ПДВ) для данного предприятия по заданному в варианте вредному компоненту.

ПДВ определяется по формуле:

 

     ПДВ = Кр (С - Сф),       где Сф = 0.                                               (23)

     Максимальная концентрация вредного компонента в устье трубы

                           ПДВ

  См. т = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ .                                                                            (24)

                             Vг

 

     В результате проведенных вычислений должны быть представлены следующие данные.

     По первой части:

1. Коэффициент метеорологического разбавление – Кр.

2. Максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое – См.

3. Расстояние, на котором наиболее вероятна концентрация См, - Хм.

    По второй части:

4. Предельно допустимый выброс - ПДВ.

5. Максимальная концентрация в устье трубы - См. т

6. График функции Сх = Ф(Х).

 

Варианты к расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу

Таблица 2. 1

Исходные данные	Последняя цифра номера студенческого билета
r		1, 5		2, 5		2, 5		1, 5
Тв, 0С
Тr, 0С
Vr, м3/с
Н, м
D, м		2, 5			4, 5

Таблица 2. 2

Исходные данные	Последняя цифра номера студенческого билета
	1, 5	2, 6	3, 7	4, 8	0, 9
Регион	Урал	Москва	Санкт-Петербург	Новосибирск	Дальний Восток
А,   С2/3 мг× град1/3 ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ г
Компанент	фенол	Диоксид азота	Диоксид серы	Зола углей	Оксид углерода
Ст, мг/м3	0, 45	5, 5
С, мг/м3	0, 003	0, 04	0, 05	0, 03
F

· Номер варианта - NM, где N - предпоследняя цифра номера студенческого билета, М - последняя цифра номера студенческого билета.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: