Основные положения

 

Основой выполнения работы являются следующие положения:

- на рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере влияют метеорологические параметры скорость и направление ветра, температурная стратификация атмосферы, температура атмосферного воздуха;

- максимальная приземная концентрация от данного источника загрязнения, возникающая при неблагоприятных метеорологических условиях (при опасных скоростях и направлении ветра, высокой температуре атмосферы и её безразличном состоянии) не должна превышать ПДК за границей санитарно-защитной зоны;

- приземная концентрация загрязняющих веществ зависит от параметров источника выброса и состава пылегазовоздушной смеси.

- стратификация – учение о слоистом строении атмосферы, учитывается температурный градиент (температура воздуха изменяется по высоте), движение воздуха, различие его состава в разных слоях.

 

Максимальная приземная концентрация загрязняющих веществ, [мг/м³] в атмосфере от одиночного точечного источника выброса круглого сечения, выбрасывающего нагретую пылегазовоздушную смесь, рассчитывается по формуле:

(1)

 

где - коэффициент, зависящий от температуры стратификации атмосферы (распределение температуры воздуха по высоте, характеризуемое вертикальным градиентом температуры g [1°/100 м ]. В тропосфере (нижний слой атмосферы, высотой в полярных областях 8—10 км, в умеренных широтах до 10—12 км) температура падает с высотой в среднем на 0,6° на каждые 100 м, т. е. g=0,6°/100 м. Но в каждый отдельный момент g может отклоняться от этой средней величины, по-разному над каждым местом и в каждом слое тропосферы, причём иногда весьма значительно. Так, в жаркий летний день в приземном слое воздух над почвой нагревается и g сильно возрастает. Ночью почва выхолаживается благодаря излучению, температура воздуха уменьшается и иногда настолько, что падение температуры с высотой заменяется возрастанием (т. н. приземная инверсия температуры), т. е. g меняет знак. В свободной атмосфере также обнаруживаются различные значения g — от 1° на 100 м или несколько выше до сильных инверсий в отдельных слоях. В стратосфере значения g малы или отрицательны). Для условий России средней полосы .

Н - высота источника выброса от земли, [м];

М - интенсивность выброса загрязняющего вещества, [г/с];

F - коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязняющих веществ в атмосфере и зависящий от состояния загрязняющих веществ и эффективности пылеулавливания (процесс очистки воздуха от пыли и газов) (см. табл.1). Быстрее оседают крупные частицы пыли, большей плотности (r_n, г/см³) при малой начальной скорости (W_о)

 

Табл. 1: Значение коэффициентов

Вещество	Эффективность пылеулавливания, [%]
Газообразные выбросы	--
Твердые частицы	> 90 75 - 90 < 75	2,5

 

 

V₁ - расход выбрасываемой пылегазовоздушной смеси, [м³/с]:

 

(2)

где w₀ – скорость выхода газовоздушной смеси из источника выброса (трубы), м/с;

D – диаметр трубы, м.

Разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси (Т_г) и температурой окружающего воздуха (Т_в):

(3)

где - температура газовоздушной смеси, [ ]

- температура атмосферного воздуха принимаемая для района расположения предприятия в 13 часов самого жаркого месяца года (Определяется по СНиП)

 

(эта) - коэффициент, учитывающий влияние аэродинамических нарушений. Для одиночного источника при отсутствии рядом стоящих препятствий (высоких зданий, сооружений) = 1.

 

Для расчета m,n вводится коэффициент f показывающий изменение скорости на единицу температурного градиента и зависящий от параметров источника выброса (трубы).

(4)

 

Коэффициенты и учитывают условия выброса пылевоздушной смеси. и зависят от параметров соответственно:

при

 

n – безразмерный коэффициент, зависящий от параметра V_m:

(5)

при

 

Расстояние от источника выброса до точки с максимальной приземной концентрацией рассчитывается по формуле (6):

(6)

где , [м] - высота источника выброса.

 

Вводится параметр определяемый следующим образом:

 

при

 

Опасная скорость (V_max,м/с)– скорость ветра, при которой предельные концентрации имеют наибольшее значение. V_max соответствует полученным значениям и . Значение опасной скорости на уровне флюгера (обычно 10м от уровня земли) зависит от параметра V_m.

В случае f<100 определяется по формулам:

V_max=0,5, при (V_m)≤0,5;

V_max= (V_m) , при 0,5< V_m ≤2;

V_max= V_m×; (1+0,12× ), при (V_m) >2.

 

В случае f³100 или DТ=100 значение V_max определяется по формулам:

V_max=0,5, при (Vm)≤0,5;

V_max= (V_m)³ , при 0,5< (V_m) ≤2;

V_max=2,2(V_m)³, при (V_m) >2.

 

Опасность загрязнения атмосферы оценивается показателем :

 

(7)

Результаты расчета записывают в табличной форме (см. табл. 2). Опасность загрязнения атмосферы газообразными веществами с учетом суммирования при одновременном присутствии в атмосфере и .

(8)

Табл. 2: Вид записи результатов расчета

Вещество	[мг/м3]	[м]	[м/с]
Зола
Суммирование		_____	_____

 

По итогам расчета делаются выводы об уровне загрязнения и предлагаются мероприятия по его снижению в случае необходимости.

 

Варианты заданий к практической работе

Определить опасность загрязнения атмосферы одиночным точечным источником высотой Н,м и диаметром D,м, если скорость выбрасывания газовоздушной смеси w₀, м/с. Массовый выброс выбрасываемых загрязняющих веществ М_i. г/с. ПДК_so2 =0,50мг/м³; ПДК_зола =0,05мг/м³; ПДК_NOx =0,40мг/м³. Температура газовоздушной смеси – Тг,⁰С, температура воздуха Тв, ⁰С. Эффективность пылеулавливания – Э,%.

Табл.3.

Вариант
Н,м
D,м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3
w0, м/с
МSO2, г/с	12,0	13,0	14,0	15,0	16,0	17,0	18,0	19,0	20,0
Мзола,. г/с	15,5	16,0	17,0	17,5	20,0	22,5	24,0	24,5	26,0
МNOx,. г/с	4,2	4,6	4,8	5,2	5,8	6,2	6,8	8,2	9,0
Тг,0С
Тв, 0С
Э,%
Вариант
Н,м
D,м	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2
w0, м/с
МSO2, г/с	19,0	20,0	21,0	22,0	23,0	24,0	25,0	26,0	27,0
Мзола,. г/с	19,0	21,0	24,0	26,0	28,0	32,0	35,0	37,0	40,0
МNOx,. г/с	11,4	11,8	12,2	13,4	13,8	14,5	15,2	16,2	18,0
Тг,0С
Тв, 0С
Э,%

 

 

Практическое занятие №2