Министерство образования и науки российской федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Оренбургский государственный институт менеджмента»
ЭКОЛОГИЯ
Рабочая тетрадь учебной дисциплины
Студента (ки) группы _______________
________________________________________________________________
Оренбург
2012
Расчет рассеивания в атмосфере примесей
антропогенного происхождения
Цель работы: научиться рассчитывать параметры рассеивания антропогенных примесей в атмосфере, чтобы на их основе устанавливать предельно-допустимые выбросы для каждого источника загрязнения и размеры санитарно-защитной зоны предприятий.
Требуется рассчитать:
а) максимальные приземные концентрации См для SО2, NО2 , CO и сажи;
б) расстояние Хм по оси факела, на которой они достигаются;
в) полученные значения (См + Сф) сравнить с величиной ПДКм.р. В случае превышения ПДКм.р необходимо рассчитать расстояние X, на котором (См + Сф) будет равно ПДК или количество аппаратов для очистки отходящих газов (циклонов);
г) составить чертеж санитарно-защитной зоны для данного предприятия на миллиметровой бумаге.
Исходные данные для котельной:
Место расположения – ________________.
Высота трубы: H = _______ м.
Диаметр устья источника: D = _______ м.
Температура отходящих газов: Tг = _______ 0С.
Объем отходящих газов: V1 = _______ м3/с.
Температура окружающего воздуха: Tв = _______ 0С.
Коэффициент стратификации: А = _______.
Таблица 1.1 – Концентрации вредных веществ, измеренные в трубах, С, мг/м3 (в отходящих газах)
| С(SO2) | С(NO2) | С(CO) | С(C) |
Таблица 1.2 – Фоновые концентрации вредных веществ, Сф, мг/м3
| Cф(SO2) | Cф(NO2) | Cф(CO) | Cф(C) |
Таблица 1.3 – Среднегодовая повторяемость ветра в г. ____________________, P, %
| С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ |
Таблица 1.4 – Предельно-допустимые концентрации максимальные разовые для данных вредных веществ, мг/м3
| ПДКм.р(SO2) | ПДКм.р(NO2) | ПДКм.р(CO) | ПДКм.р(C) |
| 0,5 | 0,085 | 3,0 | 0,15 |
Выполнение:
Расчет массы выброса в атмосферу M:
M(SO2) = C(SO2) · V1 · 10-3 = _____________________________________ г/с
M(NO2) = C(NO2) · V1 · 10-3 = ____________________________________ г/с
M(CO) = C(CO) · V1 · 10-3 = ______________________________________ г/с
M(С) = C(C) · V1 · 10-3 = _________________________________________ г/с
Расчет разности температур ΔT:
ΔT =Тг – Тв = ____________________________________________ 0С
Расчет средней скорости выхода газовоздушной смеси W0:
= м/с
Расчет параметра f:
м/с2·0C
Расчет безразмерного параметра m:
=
Расчет безразмерного параметра vм:
=
Расчет безразмерного параметра n:
при νm £0,3, n = 3;
при 0,3 £ νm £2, 
(1.8)
при νm > 2, n = 1.
Следовательно, n = _____.
Расчет максимальной приземной концентрации вредных веществ С:
, мг/м3
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы в регионе и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе в данной местности;
= 1 – для случая ровной или слабо пересеченной местности с перепадом, не превышающим 50 м/км.
Fсажа = 3, Fгаз = 1 – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе.
мг/м3
мг/м3
мг/м3
мг/м3
Из перечня вредных веществ, выбрасываемых из трубы котельной,
эффектом суммации действия обладают диоксид азота (вещество II класса опасности) и диоксид серы (вещество III класса опасности). Определяем приведенную к диоксиду азота концентрацию этих веществ, так как диоксид азота относится к наибольшему (второму) классу опасности:
мг/м3
мг/м3
Проверяем условие 
Расчет ПДВ:
ПДВ(СО) = М(СО) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год
ПДВ(NO2) = М(NO2) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год
ПДВ(SО2) = М(SО2) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год
где 31,7 – коэффициент для перевода из г/с в т/год или 3600 секунд 
24 часа 365 дней: 106 = 31,7.
Если есть превышение ПДКм.р. по расчету 
, то рассчитываем количество циклонов составит:
Эффективность улавливания сажи Э циклонами ЦН-24 равна согласно каталогу 80 % (или 0,8), тогда:
ПДВ(С) = М(С) – (М(С) 
Э)
ПДВ(С) = ______ – (______ 0,8) = ______ г/с ·31,7 = ______ т/год
Если превышения ПДКм.р. по расчету нет, тогда циклоны для очистки от сажи устанавливать не нужно и годовые выбросы составят:
ПДВ(С) = М(С) = __________ г/с ·31,7 = __________ т/год
Расчет безопасного расстояния до жилой застройки:
Расчет расстояния по оси факела выброса от источника выброса Xм, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации См производится по формуле:
, м
Величину вспомогательного параметра dопределяем по формуле:
= ____________________________________
м (для газов).
Для сажи F = 3, тогда Xм равно:
= м (для сажи).
Величины приземных концентраций вредных веществ, С в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях X (метров) определяются по формуле:
=
Если 
, то соотношение Х / Хм = 1,0, если 
, то по таблице 1.5 находим соотношение Х / Хм, отсюда X = ____ · Хм.
Таблица 1.5 – Соотношение Х / Хм
| S1 | 0,388 | 0,498 | 0,541 | 0,566 | 0,607 | 0,870 | 0,959 | 0,971 |
| Х / Хм | 3,83 | 3,12 | 2,89 | 2,77 | 2,58 | 1,52 | 1,17 | 1,12 |
Хм нам известно, тогда:
X = ___________________________________________ м (для газов)
X = ___________________________________________ м (для сажи)
Построение границ санитарно-защитной зоны для газов:
Итак, для газов NO2 и SО2, безопасное расстояние Х = _________ м (без учета направления ветра), а для сажи Х = ___________ м.Используя исходные данные о розе ветров, вычисляем размеры санитарно-защитной зоны по восьми румбам:
, м
где Li – безопасное расстояние до жилой застройки по i-ому румбу;
Р – среднегодовая повторяемость ветров по рассматриваемому румбу по i-ому румбу, %;
Ро – повторяемость направлений ветров одного румба (при используемой в данном расчете восьми румбовой розе ветров Ро=12,5 % (100 %: 8 румбов)).
Границы санитарно-защитной зоны для газов по восьми румбам с учетом розы ветров:
LС = м;
LСВ = м;
LВ = м;
L ЮВ = м;
LЮ = м;
LЮЗ = м;
L3 = м;
LСЗ = м.
Задаем масштаб в 1 мм: 10000 мм на миллиметровой бумаге и строим окружность, где радиус равен Х (____________ м), а центром является место расположения источника выброса.
Проводим восемь основных направлений ветра и откладываем расстояние Li, учитывая, что северный ветер смещает выбросы на юг и т.д.
В тех случаях, когда расстояние Li < Хм влияние направления ветра не учитывается и по данному румбу откладывается расстояние_____ м равное Хм для гарантии безопасности.
Построение границ санитарно-защитной зоны для сажи:
Границы санитарно-защитной зоны для сажи по восьми румбам с учетом розы ветров:
LC = м;
LСВ = м;
LВ = м;
L ЮВ = м;
LЮ = м;
LЮЗ = м;
L3 = м;
LСЗ = м.
Аналогичным образом строим окружность радиусом _________ м (санитарно-защитная зона для сажи) и ранжируем согласно розе ветров на миллиметровой бумаге.
