Расчетно-графическая работа № 1.
Расчет рассеивания вредных примесей в атмосфере и определение санитарно-защитной зоны
Методические указания к расчету
Процесс рассеивания примеси в атмосфере зависит от многих факторов,
к которым относятся: состояние самой атмосферы, высоты источника, масса выброса, рельеф местности и т.д.
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См (мг/м3) определяется по формуле:
См = , (1)
где A – коэффициент температурной стратификации; для Казахстана А=200;
M – масса вредного вещества, выбрасываемого в единицу времени, г/с;
F - коэффициент, учитывающий скорость оседания веществ;
F = 1 для газообразных веществ; при среднем эксплуатационном
коэффициенте очистки выбросов не менее 90% – 2; от 75-90% - 25;
менее 75% и при отсутствии очистки – 3;
η – коэффициент рельефа местности; η = 1 для ровной поверхности;
H – высота источника, м;
V1- расход газовоздушной смеси, м3/с;
∆Т- Тгв – Тос, 0С.
Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, υм, υм' и fе:
f = 1000 ; (2) υм = 0,65 ; (3) υм' = 1,3 ; (4) fе = 800 (υм')3. (1.5) Коэффициент m определяется в зависимости от f по формулам: m = , при f<100 (6) m= при f≥100. (7) Для fе < f < 100 значение коэффициента m вычисляется при f = fе.
Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от υм по формулам:
n =1 при υм ≥ 2; (8)
n =0,532 υм2 – 2,13 υм + 3,13 при 0,5 ≤ υм ≤ 2 (9) n = 4,4 υм, при υм ≤ 0,5 (10) Расстояние Хм (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения см, определяется по формуле: хм = , (11)
где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам: d = 2,48 (1+0,28 ) при υм ≤ 0,5; (12)
d = 4,95 υм(1+0,28 ) при 0,5 < υм ≤ 2; (13) d = 7 υм(1+0,28 ) при υм>2. (14)
При f >100 или ∆Т≈0 значение d находится по формулам: d = 5.7 при υм' ≤ 0,5 ; (15) d = 11,4 υм' при 0,5 < υм ≤ 2; (16) d = 16 при υм' >2. (17) Значение опасной скорости uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ см, в случае f < 100 определяется по формулам: uм = 0,5 при uм ≤ 0,5 ; (18) uм = υм при 0,5 < υм ≤ 2; (19) uм = υм(1+0,12 ) при υм >2. (20)
При опасной скорости ветра uм приземная концентрация вредных веществ с (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле с = s1 cм. (21) где s1 – безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/хм и коэффициента F по формулам: s1 = 3(х/хм)4 – 8(х/хм)3 + 6(х/хм)2 при х/хм ≤ 1; (21а) s1 = при 1 < х/хм ≤ 8; (21б)
s1 = при F ≤ 1,5 и х/хм >8; (22)
s1 = при F > 1,5 и х/хм >8; (23) Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий производится по формуле:
, (24) где L(м) – расчетный размер С33; L0 (м) – расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации от других источников) превышает ПДК; Р (%) – среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба; Р0 (%) – повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьми румбовой розе ветров Р0= =12,5 %. Значения и L0 отсчитываются от границы источников.
2. Содержание расчетно-графической работы
1 Выбрать номер варианта по заданию преподавателя.
2 Определить максимальные концентрации примесей в атмосфере с
учетом веществ, обладающих эффектом суммации.
3 Определить расстояние, на котором достигается максимальная концентрация.
4 Рассчитать приземные концентрации на различных расстояниях и определить L0.
5 Определить санитарно-защитную зону станции.
6 Построить «Розу ветров» и санитарно-защитную зону станции.
7 Сделать выводы и предложения по работе.
3. Задание на расчетно-графическую работу
Рассчитать приземную концентрацию вредных примесей в атмосфере при их рассеивании через дымовую трубу тепловой электрической станции.
Определить зону загрязнения территории вокруг станции. Исходные данные приведены в таблицах 1. и 2. Таблица 1. - Исходные данные
Варианты
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| 9
| 10
| Высота, Н, м
| 40
| 60
| 100
| 100
| 100
| 150
| 35
| 70
| 80
| 100
| Диаметр устья, Д, м
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 6
| 6
| 6
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 6
| Скорость выхода газов
W0 м/с
| 15
| 15
| 15
| 15
| 25
| 25
| 15
| 15
| 25
| 25
| Тг, 0С
| 180
| 160
| 150
| 180
| 175
| 165
| 160
| 180
| 200
| 190
| Тв, 0С
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| Выброс золы, Мз, г/с
| 260
| 190
| 310
| 1000
| 1100
| 1250
| 350
| 340
| 400
| 800
| Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с
| 520
| 600
| 650
| 2000
| 2500
| 2300
| 700
| 650
| 680
| 1400
| Выброс окси- дов азота, МNOX, г/с
| 25
| 30
| 32
| 90
| 110
| 115
| 42
| 32
| 38
| 75
| Степень очистки воздуха, %
| 0
| 90
| 95
| 96
| 84
| 80
| 90
| 72
| 84
| 0
| Район расположен.
| Алматы
| Т-К
| Караганда
| Астана
| Актобе
| Жезказган
| Шымкент
| Усть-Кам
| Петроп-к
| Атырау
|
Продолжение таблицы 1. Варианты
| 11
| 12
| 13
| 14
| 15
| 16
| 17
| 18
| 19
| 20
| Высота, Н, м
| 100
| 125
| 100
| 120
| 100
| 120
| 125
| 125
| 100
| 60
| Диаметр устья, Д, м
| 6
| 6
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 6
| 6
| 6
| 6
| 1,0
| Скорость выхода газов
W0 м/с
| 25
| 25
| 15
| 15
| 15
| 15
| 25
| 25
| 25
| 10
| Тг, 0С
| 165
| 175
| 185
| 150
| 160
| 165
| 167
| 181
| 185
| 160
| Тв, 0С
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 20
| Выброс золы, Мз, г/с
| 1000
| 1150
| 350
| 400
| 450
| 700
| 1200
| 1300
| 300
| 250
| Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с
| 2000
| 2100
| 700
| 800
| 900
| 1300
| 2050
| 2350
| 500
| 450
| Выброс оксидов азота, МNOX, г/с
| 100
| 112
| 59
| 37
| 44
| 65
| 105
| 117
| 30
| 45
| Степень очистки воздуха, %
| 96
| 94
| 91
| 90
| 94
| 0
| 98
| 98
| 0
| 80
| Район расположен.
| Актау
| Тараз
| Алматы
| Т-К
| Караганда
| Астана
| Актюбинск
| Жезказган
| Шымкент
| Атырау
|
Продолжение таблицы 1.
Варианты
| 21
| 22
| 23
| 24
| 25
| 26
| 27
| 28
| 29
| 30
| Высота, Н, м
| 50
| 80
| 80
| 80
| 125
| 30
| 60
| 70
| 90
| 90
| Диаметр устья, Д, м
| 4,5
| 4,5
| 6
| 6
| 6
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 6
| 6
| Скорость выхода газов
W0 м/с
| 15
| 15
| 15
| 25
| 25
| 15
| 15
| 25
| 25
| 25
| Тг, 0С
| 160
| 150
| 180
| 175
| 165
| 160
| 180
| 200
| 190
| 165
| Тв, 0С
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| Выброс золы, Мз, г/с
| 190
| 310
| 1000
| 1100
| 1250
| 350
| 340
| 400
| 800
| 1000
| Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с
| 600
| 650
| 2000
| 2500
| 2300
| 700
| 650
| 680
| 1400
| 2000
| Выброс оксидов азота, МNOX, г/с
| 30
| 32
| 90
| 110
| 115
| 42
| 32
| 38
| 75
| 100
| Степень очистки воздуха, %
| 90
| 95
| 96
| 84
| 80
| 90
| 72
| 84
| 0
| 96
| Район расположен.
| Т-К
| Караганд
| Астана
| Актюб
| Джез.
| Шымк.
| Усть-Кам
| Петропавл
| Атырау
| Актау
|
Продолжение таблицы 1.
Варианты
| 31
| 32
| 33
| 34
| 35
| 36
| 37
| 38
| 39
| 40
| Высота, Н, м
| 100
| 90
| 100
| 90
| 100
| 130
| 130
| 100
| 35
| 50
| Диаметр устья, Д, м
| 6
| 4,5
| 4,5
| 4,5
| 6
| 6
| 6
| 6
| 4,0
| 4,0
| Скорость выхода газов
W0 м/с
| 25
| 15
| 15
| 15
| 15
| 25
| 25
| 25
| 10
| 10
| Тг, 0С
| 175
| 185
| 150
| 160
| 165
| 167
| 181
| 185
| 180
| 160
| Тв, 0С
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| Выброс золы, Мз, г/с
| 1150
| 350
| 400
| 450
| 700
| 1200
| 1300
| 300
| 260
| 190
| Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с
| 2100
| 700
| 800
| 900
| 1300
| 2050
| 2350
| 500
| 520
| 600
| Выброс оксидов азота, МNOX, г/с
| 112
| 59
| 37
| 44
| 65
| 105
| 117
| 30
| 25
| 30
| Степень очистки воздуха, %
| 94
| 91
| 90
| 94
| 0
| 98
| 98
| 0
| 0
| 90
| Район расположен.
| Тараз
| Алматы
| Т-К
| Карг.
| Астана
| Актюбинск
| Джезк.
| Шымк.
| Алматы
| Т-К
|
Продолжение таблицы 1.
Варианты
| 41
| 42
| 43
| 44
| 45
| 46
| 47
| 48
| 49
| 50
| Высота, Н, м
| 80
| 80
| 80
| 125
| 40
| 30
| 60
| 70
| 90
| 90
| Диаметр устья, Д, м
| 4,0
| 5,0
| 5,5
| 5,0
| 3
| 4,0
| 4,0
| 4,0
| 5,5
| 5,5
| Скорость выхода газов
W0 м/с
| 10
| 10
| 15
| 15
| 12
| 15
| 10
| 15
| 15
| 15
| Тг, 0С
| 150
| 180
| 175
| 165
| 170
| 160
| 180
| 200
| 190
| 165
| Тв, 0С
| 23
| 23
| 23
| 23
| 20
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| Выброс золы, Мз, г/с
| 310
| 1000
| 1100
| 1250
| 370
| 350
| 340
| 400
| 800
| 1000
| Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с
| 650
| 2000
| 2500
| 2300
| 650
| 700
| 650
| 680
| 1400
| 2000
| Выброс оксидов азота, МNOX, г/с
| 32
| 90
| 110
| 115
| 50
| 42
| 32
| 38
| 75
| 100
| Степень очистки воздуха, %
| 95
| 96
| 84
| 80
| 0
| 90
| 72
| 84
| 0
| 96
| Район расположен.
| Карган.
| Астана
| Актюб
| Джез.
| Тараз
| Шымк
| Усть-Кам
| Петропавл
| Атырау
| Актау
|
Продолжение таблицы 1.
Варианты
| 51
| 52
| 53
| 54
| 55
| 56
| 57
| 58
| 59
| 60
| Высота, Н, м
| 100
| 90
| 100
| 90
| 100
| 130
| 130
| 100
| 40
| 60
| Диаметр устья, Д, м
| 5,5
| 4,0
| 4,0
| 4,0
| 5,0
| 5,0
| 5,0
| 5,0
| 1,5
| 2
| Скорость выхода газов
W0 м/с
| 15
| 10
| 10
| 10
| 10
| 15
| 15
| 15
| 12
| 15
| Тг, 0С
| 175
| 185
| 150
| 160
| 165
| 167
| 181
| 185
| 150
| 160
| Тв, 0С
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 23
| 21
| 18
| Выброс золы, Мз, г/с
| 1150
| 350
| 400
| 450
| 700
| 1200
| 1300
| 300
| 100
| 250
| Выброс двуокиси серы, Мsо2, г/с
| 2100
| 700
| 800
| 900
| 1300
| 2050
| 2350
| 500
| 200
| 450
| Выброс оксидов азота, МNOX, г/с
| 112
| 59
| 37
| 44
| 65
| 105
| 117
| 30
| 30
| 60
| Степень очистки воздуха, %
| 94
| 91
| 90
| 94
| 0
| 98
| 98
| 0
| 0
| 75
| Район расположен.
| Тараз
| Алматы
| Т-К
| Карг.
| Астана
| Актюб
| Джез.
| Шым.
| Атырау
| Актау
|
Таблица 2. - Значение Р, % Направление/ город
| С
| СВ
| В
| Ю В
| Ю
| Ю З
| 3
| С З
| Алматы
| 9
| 12
| 7
| 23
| 16
| 20
| 7
| 6
| Талды-Корган
| 17
| 10
| 6
| 8
| 4
| 9
| 16
| 30
| Караганда
| 12
| 18
| 10
| 9
| 10
| 15
| 14
| 12
| Астана
| 12
| 19
| 10
| 10
| 8
| 11
| 14
| 16
| Актюбинск
| 12
| 16
| 10
| 8
| 7
| 8
| 14
| 25
| Джезказган | 23
| 18
| 11
| 3
| 5
| 8
| 15
| 17
| Шымкент
| 9
| 22
| 25
| 12
| 3
| 6
| 8
| 15
| Усть-Каменогорск
| 2
| 1
| 3
| 48
| 10
| 7
| 5
| 24
| Петропавловск
| 17
| 16
| 11
| 8
| 6
| 13
| 12
| 17
| Атырау
| 8
| 11
| 19
| 23
| 7
| 8
| 13
| 11
| Актау
| 24
| 17
| 9
| 7
| 6
| 9
| 10
| 18
| Тараз
| 24
| 14
| 7
| 24
| 6
| 6
| 6
| 13
| 100> |