Экология-ПР-2 (2). Практическая работа 1 расчет рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере

• Название: Практическая работа 1 расчет рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере
• Дата: 20.03.2022
• Размер: 42.06 Kb.
• Имя файла: Экология-ПР-2 (2).docx
• Тип: Практическая работа; #405393

Практическая работа № 1

РАСЧЕТ РАССЕИВАНИЯ НАГРЕТЫХ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ

Цель: Произвести расчет рассеивания нагретого выброса вредного вещества из высокого одиночного источника с круглым устьем (труба) в атмосфере.

Теоретическая часть

Расчет рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере производится в соответствии с «Методикой расчета концентраций вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий в атмосферу» (ОНД – 86). Степень опасности загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха вредными веществами определяют по наибольшему рассчитанному значению приземной концентрации вредных веществ, которая может устанавливаться на некотором расстоянии от источника выброса при наиболее неблагоприятных метеорологических условиях. Значения наибольшей концентрации каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы С_м не должны превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вредного вещества в атмосферном воздухе ПДК_м.р.:
(1.1)
При одновременном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным характером действия, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицы:
, (1.2)
где g – безразмерная суммарная концентрация группы вредных веществ, обладающих однонаправленным действием;

С₁, С₂,..., С_n – концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности, мг/м³;

ПДК₁, ПДК₂, ... ПДК_n – соответствующие максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, мг/м³.

Максимальная концентрация С_м (мг/м³) вредного вещества в при­земном слое при нагретых газопылевых выбросах через трубы с круглым устьем для одиночного источника определяется по формуле:
, (1.3)

где

А	–	коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющей условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе;
М	–	масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, в единицу времени, г/с;
F	–	безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;
m, n	–	безразмерные коэффициенты, учитывающие условиявыхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;
H	–	высота источника выброса над уровнем земли, м; (для наземных источников при расчетах принимается H=2м);
	–	безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, = 1);
ΔT	–	разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Tг и температурой окружающего атмосферного воздуха Тв, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч, °С, ΔТ = Тг – Тв
	–	объемный расход газовоздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу (м3/с), определяемый по формуле:

, (1.4)
где D – диаметр устья источника выброса (табл. 1), м;

ω₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Значения коэффициента А зависят от географического района, для Нижнего Поволжья А = 200.

Значение безразмерного коэффициента F для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю, принимают равным единице (F= 1), для пыли и золы коэффициент F выбирают из условий: выше 90% – 2; от 75 до 90 % – 2,5; менее 75 % – 3.

Безразмерный коэффициент m определяют по формуле:
(1.5)
где f– коэффициент, м/с² (°С), определяемый по формуле:
(1.6)
Коэффициент n определяется в зависимости от опасной скорости ветра V_M (м/с):

при (1.7)

при (1.8)

при (1.9)
Для нагретых выбросов V_M определяется по формуле:

. (1.10)

Расстояние х_м (м), на котором образуется максимальная концентрация вредных веществ по оси факела, определяется по формулам:

а) для газообразных и мелкодисперсных примесей (F = 1)

(1.11)
б) для пыли и золы (F > 2)

(1.12)
где d – безразмерный коэффициент, значение которого для нагретых вы­бросов определяется по формулам:
при (1.13)

при (1.14)

Приземные концентрации вредных веществ в атмосфере на различ­ных расстояниях от источников выброса по оси факела определяются по формуле:

, (1.15)

где S – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения х/х_м и коэффициента F:
при (1.16)

при 1 (1.17)

при (1.18)

при (1.19)

Предельно допустимый выброс вредного вещества в атмосферу ПДВ (г/с), при котором его максимальная концентрация в приземном слое воздуха не превышает ПДК_м.р., для нагретых выбросов определяется по формуле:

(1.20)
Минимальную высоту Н_мin источника выброса для рассеивания вы­бросов через одиночный источник, при которой максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое не превышает ПДК_м.р., можно определить по формуле:

(1.21)
Исходные данные для практической работы № 1

Исходные данные для практической работы «Расчёт рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере» возьмите в табл. 1.1. Номер варианта соответствует двум последним цифрам зачётной книжки.

Таблица 1.1

Исходные данные для практической работы «Расчёт рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере»

Номер варианта	Вредное вещество	Н, м	Тг °C	Tв °С	D, м	м/с	M, г/c	мг/м3
1	SO2	25	120	25	1,2	8	8	0,5
2	SO2	30	125	30	1,0	12	10	0,5
3	SO2	35	130	25	1,4	9	12	0,5
4	SO2	30	110	25	1,3	10	9	0,5
5	SO2	40	135	30	1,2	10	14	0,5
6	SO2	30	120	30	1.0	12	10	0,5
7	NО2	40	135	30	1,2	10	10	0,085
8	NО2	25	120	30	1,0	8	8	0,085
9	NО2	20	110	25	0,8	11	12	0,085
10	NО2	25	115	30	1,0	10	11	0,085
11	NО2	35	120	25	1,2	9	12	0,085
12	NО2	30	125	30	1,5	7	8	0,085
13	NO	35	110	25	1,3	7	10	0,6
14	NO	20	120	25	1.4	8	10	0,6
15	NO	30	125	30	1,2	12	12	0,6
16	NO	35	130	25	1,4	8	9	0,6
17	NO	25	120	27	1,3	9	10	0,6
18	NO	40	135	30	L5	7	10	0,6
19	CO	30	100	15	1,0	6	8	3,0
20	CO	35	110	30	1,2	9	12	3,0
21	CO	25	120	25	1,2	10	14	3,0
22	CO	40	130	30	1,5	12	15	3,0
23	CO	20	140	25	0,8	8	12	3,0
24	CO	25	130	30	1.0	10	10	3,0
25	CO	30	120	20	1,7	10	15	3,0

Порядок расчёта рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере

1. 
   Определите максимальную концентрацию С_м вредного вещества в приземном слое атмосферы по формуле 1.3, для этого:
   

1. 
   вычислите разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси T_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч, °С, ΔТ = Т_г – Т_в;
   
2. 
   определите объемный расход газовоздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу (м³/с), по формуле 1.4;
   
3. 
   необходимые коэффициенты определите по формулам 1.5-1.10.
   

2. 
   Сравните максимальную концентрацию С_м с максимальной разовой предельно допустимой концентрацией ПДК_м.р. данного вредного вещества (формула 1.1); сделайте выводы о соблюдении санитарных норм.
   
3. 
   Определите расстояние х_м, на котором образуется максимальная концентрация вредного вещества (формулы 1.11-1.14).
   
4. 
   Определите концентрации вредного вещества С на различных расстояниях х от источника выброса для построения графика распределения концентраций (значения х рекомендуется принять 100, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 м) (формулы 1.15-1.19) (Рисунок 1).
   
5. 
   Постройте график распределения концентраций.
   
6. 
   Рассчитайте предельно допустимый выброс вредного вещества в атмосферу (формула 1.20).
   
7. 
   Определите минимальную высоту источника выброса Н_min.
   

Рисунок 1 – Пример графика (пункт e)

Содержание отчёта по практической работе № 1

В отчёте по практической работе № 1 «Расчёт рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере»приведите:

1. 
   титульный лист (приложение 1);
   
2. 
   задание с исходными данными;
   
3. 
   расчет рассеивания нагретого выброса вредного вещества;
   
4. 
   выводы.