 |
Практическая работа № 3. Расчет рассеивания веществ в атмосфере от одиночных стационарных источников загрязнения атмосферы
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. От чего зависит масса выброса?
2. Что такое «высокий» источник выброса?
3. Что такое ПДК среднесуточная? ПДК максимально-разовая?
4. Какие существуют требования к выбросу вредных веществ?
5. Какие виды вредных веществ образуются при сжигании минерального топлива?
6. Какое вещество в отходящих газах самое токсичное?
7. Что оказывает существенное влияние на состав образующихся вредных веществ при сжигании топлива?
8. При сжигании каких видов топлива не образуются взвешенные вещества?
9. Назовите ПДКм. р. взвешенных веществ (пыли). Экологический вред твердых аэрозолей.
10. Назовите ПДКм. р. оксидов азота. Экологический вред оксидов азота.
11. Назовите ПДКм. р. оксидов углерода. Экологический вред оксидов углерода.
12. Назовите ПДКм. р. диоксида серы. Экологический вред оксидов серы.
Практическая работа № 3. Расчет рассеивания веществ в атмосфере от одиночных стационарных источников загрязнения атмосферы
Цель: Освоить методику расчета рассеивания загрязняющих веществ от одиночного стационарного горячего источника загрязнения атмосферы
Общие сведения:
Величину максимальной приземной концентрации вредных веществ (мг/м3) для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника на расстоянии хм(м)от источника определяют по формуле
| (19) |
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания ЗВ в атмосферном воздухе (Приложение 8);
Δ Т – разность между температурой выбросов Тг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, 0С.
Тв - максимальная температура в 13. 00 наиболее жаркого месяца года данного региона[9];
|
|
|
М – масса ЗВ, выбрасываемого в атмосферный воздух в единицу времени (мощность выброса), г/с, рассматривается по формуле
, (20)
гдеСi – концентрация вредного вещества в выбросах, мг/м3;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе. Для газообразных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (взвешенных веществ), скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю, F = 1;
η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности. При ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот не более 50 м на 1 км: η = 1;
VД. Г. – расход дымовых газов, м3/с:
| (21) |
где 
– средняя скорость выхода газов из устья ИЗА, м/с:
| (22) |
m и n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выброса из устья ИЗА. Это параметры: vм, vм', f, fе.
| (23) |
| (24) |
| (25) |
| (26) |
Коэффициент mопределяется следующим образом:
| приf< 100, | (27) |
| приf≥ 100, | (28) |
Коэффициент n при f˂ 100 определяется по формулам:
| при  ,
| (29) |
| при  ,
| (30) |
| при  ,
| (31) |
Расстояниехм, (м) от источника выброса, на котором достигается максимальная приземная концентрация загрязнителя, рассчитывается по формуле
| (32) |
где d– безразмерный коэффициент, который находится по формулам:
| при  ,
| (33) |
| при  ,
| (34) |
| при  ,
| (35) |
Приземные концентрации загрязняющих веществ С, (мг/м3), по оси факела выброса, на расстоянии Хi м., вычисляют по формуле:
| (36) |
где s1 – безразмерный коэффициент, определяемый следующими расчетами:
| при  ,
| (37) |
| при  ,
| (38) |
| при  , и F> 1, 5
| (39) |
| при  , и F≤ 1, 5
| (40) |
|
|
|
Для каждого источника выброса радиус зоны влияния рассчитывается как наибольшее из двух расстояний х1 и х2 от источника выброса, и где х1 = 10хм, а величина х2 определяется как расстояние от источника выброса, начиная с которого с ≤ 0, 05 · ПДКм. р.
Величину предельно допустимого выброса (г/с) принимают по фактическому значению величины М (г/с) и определяют по формуле:
, (41)
где ПДКм. р– предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м3[7].
Задание: Необходимо произвести расчет рассеивания выбросов ЗВ от одиночного точечного источника загрязнения атмосферы (дымовая труба) высотой H, с круглым устьем диаметра D.
1. Рассчитать максимальную концентрацию загрязняющих веществ (используя данные, полученные при выполнении практической работы № 2) в приземных слоях атмосферы.
2. Рассчитать концентрации этих веществ на разных расстояниях от источника выброса (согласно заданию из табл. 3. 1).
3. Отобразить полученные результаты графически. По каждому загрязняющему веществу необходимо оформить графики, на оси Х которых отмечают расстояния от источника выброса, м. (по заданию), на оси У – приземные концентрации загрязняющих веществ, соответствующие данным точкам, мг/м3.
4. Оформить общие выводы по расчетам.
Таблица 3. 1.
Данные для расчета рассеивания загрязняющих веществ (по вариантам)
| Вариант | Высота трубы, Н, м | Диаметр трубы, D, м |
Расстояние Х от источника выброса, м | ||||
| 1-10 | 25-100 | 0, 4-10 | |||||
| 11-20 | 30-100 | 0, 5-10 | |||||
| 21-30 | 40-100 | 0, 5-10 | |||||
Представление результатов расчетов: Результаты расчетов должны быть представлены в таблице 3. 2.
Таблица 3. 2.
Общие результаты расчетов образования и рассеивания загрязняющих веществ
| Наименование | М, мг/с | См мг/м3 | ПДК мг/м3 | Превышение ПДК | хм, м | ПДВ, мг/с | Тип источника | ||||||||
| ЗВ в дымовых газах | ВВ СО SO2 NO2 |
|
|
| Нагретый | ||||||||||
| Высота трубы, H, м |
| ||||||||||||||
| Диаметр, D, м |
| ||||||||||||||
| Объемный расход Vд. г. , м3/с |
| ||||||||||||||
| Δ Т, 0С |
| ||||||||||||||
| Расстояние от оси источника, м |
|
| |||||||||||||
| Приземные концентрации ЗВ, Сi, мг/м3 | ВВ |
| |||||||||||||
| СО |
| ||||||||||||||
| SO2 |
| ||||||||||||||
| NO2 |
| ||||||||||||||
Контрольные вопросы:
1. От чего зависит рассеивание дымовых газов в атмосфере?
2. Какая должна быть концентрация веществ в приземном слое на границе санитарно-защитной зоны?
3. Перечислите методы инженерной защиты воздушного бассейна от:
· Взвешенных веществ (диаметр в пределах 5-65 мкм);
· монооксида углерода(ССО = 50-250мг/м3);
· сернистого ангидрида (СSO2 = 5-50мг/м3);
· оксидов азота (СNO2 = 10-100 мг/м3);
· диоксида углерода.
4. Обоснуйте принятые методы с позиции экологической безопасности и экономической целесообразности.
5. Охарактеризуйте состояние воздушного бассейна г. Новосибирска для летнего и зимнего периодов.
6. Какую роль для рассеиваниязагрязняющих веществиграют рельеф и климат?
|
|
|
