Максимальная приземная концентрация вредных веществ для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеоусловиях (НМУ)

Практическая работа №1

«Расчет распределение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе»

 

Задание выполняется по вариантам, представленным в Приложении А.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества С_м, мг/м³ в приземном слое атмосферы не должна превышать ПДК_м.р. данного вредного вещества:

С_м ≤ ПДК_м.р. (1)

При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицу:

(2)

Разовые концентрации отбираются в течение 20 минут, поэтому методика расчета относится для этого же временного интервала.Выбор методики расчета максимальных значений концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе производится исходя из следующих условий:

1) вида источника (точечный, линейный и т.п.);

2) выбросы нагретые или холодные (DТ>0, DТ≤0);

3) сечение устья источника (круглое, прямоугольное).

Расчет максимального расстояния от источника до точек с максимальными концентрациями загрязняющих веществ

Для горячих источников (DТ 0) расстояние от источника до точки с максимальной концентрацией вещества X_m определяется по формуле:

(19)

где d – безразмерный промежуточный коэффициент:

Для нагретых выбросов (f<100):

при V_m < 0,5 (20)

при 0,5 V_m < 2 (21)

при V_m 2 (22)

Определение опасной скорости ветра

В формуле определения концентраций в скрытой форме входит скорость ветра. Чем больше скорость ветра, тем больше интенсивность распределение загрязняющих веществ. В тоже время при увеличении скорости ветра уменьшается высота факела над устьем. Опасная скорость ветра не является метеорологическим фактором и для одного и того же производства может быть различна для различных источников.

Значение опасной скорости ветра U_m в м/с, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ, определяется следующим образом:

Для горячих выбросов

U_m= 0,5 ×V_m при V_m < 0,5 (23)

U_m=V_m при 0,5 V_m < 2 (24)

при V_m 2 (25)

 

Проверка расчетных параметров при скоростях ветра, отличающихся от опасной скорости

 

Максимальная приземная концентрация вредного вещества С_mu в мг/м³ при НМУ и скорости ветра U_i в м/с отличающийся от опасной скорости ветра U_m определяется по формуле:

(26)

где r – безразмерная величина, она определяется по формуле в зависимости от отношения :

При (27)

При (28)

Расчет произвести для скорости ветра меньше и больше опасной.

 

Расстояние от источника выброса X_mu на котором при скорости ветра U_i и НМУ приземная концентрация вредных веществ достигнет максимального значения С_mu (мг/м³) определяется по формуле:

(29)

где р – безразмерная величина, определяется в зависимости от :

При р= 3 (30)

При (31)

При (32)

 

 

Расчет ПДВ

Для усредненных расчетов, в общем случае целесообразность расчетов проверяется соотношением:

, (43)

где Ф коэццициент, находимый по формулам:

Ф = 0,01Н, при Н>10м; (44)

Ф = 0,1Н, при Н≤10м (45)

Предельно допустимый нагретый выброс вредного вещества (г/с) в атмосферу, при котором обеспечивается не превышающая ПДК концентрация его в приземном слое воздуха определяется по формуле 46:

(46)

ПДВ для холодных выбросов определяется по формуле 47:

(47)

По результатам расчетов загрязнения атмосферы выявляются вредные вещества, по которым отмечается превышение действующих критериев качества атмосферного воздуха. Для снижения существующих уровней загрязнения атмосферы этими веществами до допустимых формируются планы мероприятий по снижению негативного воздействия выбросов предприятий.

Выводы по работе

Варианты заданий для выполнения практической работы №1 на тему: «Расчет распределение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе»

№	Выброс СО, г/с	Коэф-т F	Параметры источника выброса	А	Тем-ра воздуха, 0С	Скорость ветра над флюгером, м/с	η	Производство
Высота, м	Диаметр, м	Т, 0С	Расход, м3/с
	118,1			1,8		4,6					ртути
	232,81			1,4		2,5					автомобилей
	520,1			1,7		11,5					строй материалов
	228,6			2,0		10,1					керами- ческий кирпич
	374,1			1,1		9,5			4,3		бумаги
	271,85			1,5		4,3					дерево обработка
	356,11			1,2		9,1					никеля
	521,85			2,0		6,5					цемента
	149,852			1,2		7,1					вина
	726,25			1,8		8,1					котельная
	722,54	2,5		1,1		5,6					красок
	445,56			1,6		2,4					выплавка чугуна
	511,11			1,4		2,8					черепицы
	751,0			1,2		3,5					ДСП
	747,42			1,3		4,9					красителей
	524,455			1,6		2,4					метало обработка
	725,88			1,4		4,2			7,1		автомобилей
	445,44			1,5		12,0			6,2		строй материалов
	517,91	2,5		1,4		3,8					пищевое
	412,3			1,2		7,72					нефте- переработка
	545,89			1,9		5,2			8,3		бензина
	122,33	2,5		1,7		6,4					металла
	845,3			1,4		3,8			6,3		резка металла
	722,3			1,8		6,0					аммиака
	612,3			1,2		6,4					котельная
	745,4	2,5		1,8		6,1					паркета

 

Практическая работа №1

«Расчет распределение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе»

 

Задание выполняется по вариантам, представленным в Приложении А.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества С_м, мг/м³ в приземном слое атмосферы не должна превышать ПДК_м.р. данного вредного вещества:

С_м ≤ ПДК_м.р. (1)

При одновременном совместном присутствии в атмосфере нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать единицу:

(2)

Разовые концентрации отбираются в течение 20 минут, поэтому методика расчета относится для этого же временного интервала.Выбор методики расчета максимальных значений концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе производится исходя из следующих условий:

1) вида источника (точечный, линейный и т.п.);

2) выбросы нагретые или холодные (DТ>0, DТ≤0);

3) сечение устья источника (круглое, прямоугольное).

Максимальная приземная концентрация вредных веществ для выброса нагретой газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеоусловиях (НМУ)

 

Максимальная приземная концентрация вычисляется по формуле 3.

(3)

где А – коэффициент зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М – количество вредного вещества выбрасываемого в атмосферу от данного источника, г/сек;

F – коэффициент, учитывающий скорость осаждения вредных веществ в атмосфере;

m, n – коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н – высота источника над уровнем земли, м;

DТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси и температурой воздуха, °С;

Q – расход газовоздушной смеси, м³/с;

h - коэффициент рельефа местности (h=1).

Коэффициент А принимается для неблагоприятных метеоусловий:

- для субтропической зоны Средней Азии (А=240)

- для Нижнего Поволжья, Кавказа, Сибири, Дальнего Востока и остальных районов Средней Азии (А=200)

- для Севера и Северо-запада Европейской части РФ, Среднего Поволжья, Урала (А=160)

- Центральная часть Европейской территории РФ (А=120)

 

Значения безразмерного коэффициента F должны приниматься:

а) для газообразных вредных веществ F=1

б) для пыли и золы (если коэффициент очистки 90% F=2; 75-90% F=2.5; <75% F=3)

 

Расход газовоздушной смеси определили по формуле 4:

(4)

где D – диаметр устья источника, м;

V – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с

 

Величину DТ определяют как разность температур газовоздушной смеси и температурой воздуха в самый жаркий месяц в 13 часов (по СНиП 2.01.01-82).

При вычислении средней концентрации потока примеси реального промышленного источника необходимо учитывать начальный подъем примеси DН, он определяется скоростью выхода V в м/с, перегрева DТ, а также радиусом устья источника R₀ в м.

Высота источника над уровнем земли Н определяется суммой DН и геометрической высотой источника Н_и.

Величину DН можно определить по формуле 5:

(5)

Где U_ф – скорость ветра на уровне флюгера, м/с;

g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с²;

Т_а – температура атмосферного воздуха в самый жаркий месяц в 13 часов (по СНиП 2.01.01-82), °С;

R₀ – радиус источника, м.

Н = Н_и + DН (6)

Коэффициенты m и n учитывают подъем факела над источником, безразмерный коэффициент m определяется в соответствии с промежуточными коэффициентами:

(7)

(8)

(9)

(10)

Если f < 100, то (11)

Если f ≥ 100, то (12)

Безразмерный коэффициент n определяется по следующим формулам:

при V_m 2 n = 1; (13)

при 0,5 V_m < 2 ; (14)

при V_m < 0,5 n = 4,4× V_m. (15)

 

Для предельно малых опасных скоростей ветра, когда f < 100, а

V_m < 0,5 концентрация примесей находится по формуле:

(16)

Где =2,86 m при f < 100, при V_m < 0,5 (17)

=0,9 m при f ≥ 100, при V_m ≥ 0,5 (18)

 

Произвести расчет источников выбросов для каждого загрязняющего вещества. Определить доли ПДК и выполнение условия формулы 1.